联系方式


中国科学院大学
本科部
联系人: 孙老师;王老师
电话:88256321;88256234
电子邮箱: bkb@ucas.ac.cn
邮寄地址:北京市石景山区玉泉路19号(甲)
邮编:100049

 

【科学讲座】刘云圻:分子材料与器件

       12月10日晚7点,科学前沿进展名家系列讲座Ⅰ第105讲在玉泉路校区礼堂举行。本次讲座的主题是“分子材料与器件”,主讲人刘云圻老师是中国科学院化学研究所研究员、中国科学院院士、发展中国家科学院院士。在热烈的掌声中,刘云圻老师带领同学们开始了这次分子材料的探索之旅。

       讲座开始,刘院士先介绍了分子材料与电子器件的关系,前者是构建柔性电子器件的理想载体之一,有着质轻价廉,功能性易调节,高柔性的独特优势。之后介绍了迁移率,迁移率是半导体材料的重要物理参数与应用直接相关。在国际上迁移率超过1.0cm2V-1s-1 d 50余种分子半导体材料,近1/3来自中国研究团队。起步晚10年但是已经达到了跟国际最先进水平,处于领跑位置。通过一些具体的高分子半导体材料的例子为我们更加深刻地解读了我国现在在高分子半导体材料领域的地位及其优秀的作用。

       讲座中段,刘院士介绍了碳家族的重要成员——石墨烯。目前制的石墨烯是有单晶碎片堆积起来的含炔薄膜或粉体,目前应用于传感,半导体,能源等多个领域,而且潜在应用价值很高。石墨烯的制备方法多式多样,石墨烯常用制备方法:胶带剥离,SiC热解,外延生长以及化学气相沉积(CVD)基本原理,但是高质量可宏控制备的石墨烯材料尚不足支持未来产业,我们的目标还未达成。对此提到了一些挑战性的关键科学问题:石墨烯的可控生长及机制?缺乏高质量均一单层单晶的可控准备方法无法在绝缘衬底上直接生长高质量石墨烯,石墨烯的电学性能调控?缺乏能带调控方法,难以实现n型掺杂利用石墨烯特性开发器件新应用?能否应用于有机电子器件及其他领域。制备决定未来,科学仍需进步发展,需要一代代的科研工作者继续努力。

       讲座后半段,刘院士讲了有机场效应晶体管,这种材料在材料、器件工程、性能和功能等方面都取得了巨大成就,有机场效应晶体管中的非线性迁移率不是个新问题,但确实是个重大挑战。有各种可能的原因:接触电阻、电场依赖迁移率、载流子陷阱、短沟道等,或这些原因的组合。总之,确切的原因尚无定论。测迁移率有各种方法:场效应、霍尔效应( Hall-effect)、空间电荷限制电流(SCLO)、飞行时间(TOF)等,各种方法各有特点、理论假设、适用范围和局限,如霍尔效应仅适合于类能带传模型的有机半导体。场效应法仍不能被其它办法替代。

      最后刘老师做出总结:分子材料是下一个时代的标记性材料,分子器件正走向应用,但是面临许多挑战,缺乏一些理论框架,但是也是战略机遇。最后的最后老师还推荐了1本书籍《有机纳米分子与器件》,希望有兴趣的同学可以去阅读了解更多相关内容。(文/钱正玭)

 

主讲人简介:

       刘云圻,中国科学院化学研究所研究员、中国科学院院士、发展中国家科学院院士。主要从事分子材料的设计、合成,包括π-共轭小分子、高分子和石墨烯;以及这些材料在光电子器件中的应用,包括场效应晶体管和分子器件。发表SCI论文600余篇,他人引用3万余次,h因子大于90,获授权中国发明专利70项,出版专著两部及17章节。2007年、2016年分别获国家自然科学二等奖各1项,2017获北京市科学技术ー等奖。十次获中国科学院优秀导师奖等。2014年起连续入选汤森路透全球“高被引科学家”目录。

延伸阅读:

      “科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。