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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  由中国科学院理化技术研究所张晓宏教授带领的该所和香港城市大学科研人员组成的联合研究团队,在国家自然科学基金等项目长期持续的支持下,围绕高效光/电转换新型有机光电功能材料开展系统深入研究,经过十年的不懈努力,取得了系列重要创新性成果。研究团队成员包括中国科学院理化技术研究所的张秀娟博士、陶斯禄博士、张成义博士和香港城市大学的李述汤教授。

  光/电转换有机分子材料是一类新型光电功能材料,基于该类材料的光电器件,如有机电致发光器件和有机光伏器件等,是新一代光电技术领域重要的前沿研究方向。针对提升光电器件效率的瓶颈问题,如:载流子的高效平衡注入、传输以及激发态性质的精确调控等,张晓宏教授及其团队从有机光电分子及分子有序聚集体两个材料结构层次着手,开展系统深入的研究工作,取得了系列重要创新性成果:

  (1) 在蓝色OLED材料的设计、合成与性能研究方面,提出了采用缺电性和富电性相对不强的芳环基团构筑蓝色有机电致发光(OLED)材料的分子设计新策略,揭示了该类材料体系有利于平衡载流子注入和输运,进而改善蓝色电致发光效率的内在机制,发展了系列新型高效蓝色荧光OLED发光材料,显著提高了OLED蓝色发光材料的器件性能,为高效OLED材料的设计提供了重要科学依据。

  (2) 在磷光OLED掺杂材料的设计、合成与性能研究方面,提出了利用具有较大空间位阻结构的高效磷光发光材料作为磷光OLED掺杂材料的设计新策略,揭示了该类掺杂材料在磷光OLED器件中能有利于减少三重态激子的T1-T1湮灭,从而改善OLED器件效率的机制,为OLED磷光材料高电流密度下的低效率(图1)以及高浓度掺杂发光猝灭严重等瓶颈问题的解决提供了重要科学依据。

  (3) 在高效光/电转换的有机分子有序聚集体结构的可控制备与性能研究方面,创新性地提出了控制一维有机单晶光电微纳结构生长及其定向和图形化制备的普适性新策略(图2),揭示了一维有机单晶微纳结构生长及其定向和图形排布的机制,并实现了该类材料光电性能的调控,为利用高迁移率有机单晶材料实现新型高性能光/电转换器件的简便构筑奠定了科学基础。

  在上述研究的基础上,张晓宏教授及其研究团队共发表SCI论文112篇,其中,11篇为影响因子(IF)>10.0的材料及材料化学类权威期刊论文,71篇为IF>3.0的论文,相关成果获国家自然科学奖二等奖。

  该研究得到了国家杰出青年科学基金项目、重点项目和面上项目的资助。

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