近日,電子科技大學光電科學與工程學院、電子薄膜與整合器件國家重點實驗室于軍勝教授團隊在國際權威刊物《美國化學學會期刊》(Journal of the American Chemical Society)正封面刊發了題為"Engineering Intrinsic Flexibility in Polycrystalline Molecular Semiconductor Films by Grain Boundary Plasticization"的學術論文,這是電子科技大學在該刊發表的首篇封面論文。于軍勝教授團隊博士生趙聃為該論文的第一作者,于軍勝教授和美國西北大學Tobin J. Marks教授、Antonio Facchetti教授為共同作者,電子科技大學為論文第二署名單位。
于軍勝教授團隊長期從事柔性電子學有機電子學領域的研究工作,與耶魯大學、UC Berkeley、UCLA、約翰霍普金斯大學、西北大學、密歇根大學、華盛頓大學、德州大學奧斯汀分校、浙江大學、四川大學等國內外著名高校開展了廣泛的學術交流合作。近年來,團隊聚焦有機電子學中柔性光電子器件相關的資訊顯示、太陽能電池、光伏探測和氣體感測方向的應用基礎研究。在團隊發表的高水平學術論文中,7篇入選ESI高被引論文、2篇入選ESI熱點論文,11篇文章被推薦為期刊封面(其中包括Energy & Environmental Science、Advanced Materials、Advanced Functional Materials等國際權威期刊)。團隊培養的研究生中4人獲"成電傑出學生(研究生)"稱號,26人次獲國家獎學金,5人獲四川省優秀畢業生稱號,1人獲省優博論文,3人分獲中國光學工程學會優博論文、中國電子學會優博論文、中國光學學會優博論文提名獎,1人獲"工程碩士實習實踐優秀成果獲得者"稱號,1人獲國家優秀青年基金。
被Highlight為《美國化學學會期刊》封面
該論文報道了一種兼具小分子高遷移率特性和聚合物優良機械效能的柔性有機薄膜電晶體。通過創新性的採用一種聚合物粘合了小分子PDIF-CN2的晶粒間隙,該種聚合物是以N2200為主鏈,而端點採用PDIF-CN功能化;N2200的主鏈提供了機械柔韌性和良好的電子傳輸效能,以及和PDIF-CN2契合的LUMO,而PDIF-CN端點官能團實現了在PDIF-CN2晶體上的錨定。該種聚合物有效地抑制了小分子和聚合物之間的相分離,並主要集中分佈在PDIF-CN2的晶粒間隙,並實現晶粒間的粘合作用。基於這種獨一無二的設計,多晶薄膜彎折過程中產生的應力被有效釋放,從而實現了穩定的柔性有機薄膜電晶體的製備。
該研究採用了一種全新的提升有機多晶半導體薄膜彎折效能的方式,實現了OTFT器件的柔性效能本徵的提升。此工作是有機材料合成與器件工程結合的典範。聚合物半導體與有機小分子的能帶匹配,以及特別是聚合物末端官能團與有機小分子的錨定共同實現了這種當前獨一無二的實現多晶晶粒粘合的效果。雖然文章電子遷移率沒有達到目前報道的有機半導體的最高電子遷移率,但通過進一步地優化,具有極高遷移率且有著優異彎折效能的有機多晶半導體薄膜指日可待。