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《化学化工新闻》报道陶绪堂教授团队“微距升华”晶体生长方法新进展

发布日期:2020年09月18日 10:15 点击次数:

[本站讯]近日,美国化学会旗下全球化学化工领域最具影响力的新闻杂志《化学化工新闻》(Chemical & Engineering News, C&EN)报道了晶体材料国家重点实验室陶绪堂、刘阳教授在低维单晶生长方法研究领域取得的最新进展。C&EN以“Sublimely simple method makes ultrathin organic crystals”为题,对团队近年来开发的“微距升华”晶体生长方法进行了介绍,并采访了多位国际知名专家。报道认为这种新的方法“可以使制备过程更加简单和低成本”。其发表在Chemistry of Materials的相关成果(微距升华生长超薄有机单晶)受到国际同行的广泛关注,被美国化学会推荐为ACS Editors’ Choice,入选当月阅读下载量排行榜第一名。论文第一作者为晶体材料国家重点实验室2019级博士生郭庆,刘阳教授和陶绪堂教授为共同通讯作者,山东大学为独立完成单位。

随着功能器件向微型化发展以及众多新型功能材料的出现,微纳米尺度的低维晶体成为构建新一代功能器件的材料基础。长久以来,国内外对新型低维材料的研究依赖于机械剥离、溶液法和化学/物理气相沉积等方法,这些方法在效率、可控性和适用性等方面存在诸多限制,因此发展高效可控的低维晶体新型生长方法成为实现这些低维材料器件实用化的前提。基于有机单晶的功能器件,如用途广泛的有机场效应晶体管,晶体的厚度是决定器件性能的关键因素之一。由于有机场效应器件中电荷的积累仅发生在介电层界面上几个分子层的半导体中,因此通常厚度在纳米级的超薄单晶可以获得更高的性能,而过厚的晶体则会导致接触电阻的增加从而降低器件性能。

该团队利用前期发明的“微距升华”生长方法,克服了常规溶液方法和物理气相输运方法中的缺点,通过研究蒸气的传输距离与升华分子平均自由程的关系,调控气相生长在平面和厚度方向上的质量输运,从而获得了厚度仅为几个分子层的超薄有机单晶,基于超薄有机单晶构筑的场效应器件获得了优异的电学性能。该方法普适性良好,未来可用于更多的有机乃至无机功能晶体的生长,特别是有可能有助于实现实用化器件所需的图案化及大面积超薄晶体的生长。

“微距升华”方法对设备和环境要求低、可更加精密控制生长过程,适用于大部分有机化合物(包括药物分子、共晶)及熔点在一定范围内的无机物,自发表以来受到同行广泛关注。前期报道的研究结果入选美国化学会ACS Editors' Choice,在30日阅读下载量排行榜位列第一名,入选2018全年阅读量排行榜,入选“2018阅读量最高的十佳中国投稿文章”第一名,被Nature Communications选为亮点论文。该方法已被包括日本东北大学、CEMS、印度Hyderabad大学、俄罗斯莫斯科大学,中国华中科技大学、华南理工大学等多家科研机构采用。

该研究工作得到了国家自然科学基金、晶体材料国家重点实验室、山东省杰出青年基金和山东大学齐鲁(仲英)青年学者项目的大力支持。

相关链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b05215

https://cen.acs.org/materials/electronic-materials/Sublimely-simple-method-makes-ultrathin/98/i35?ref=search_results

https://mp.weixin.qq.com/s/AcAVaYvkjQnQ2Kz-pmPHsg


【供稿单位:晶体材料国家重点实验室    作者:蒋宛莉 刘阳    编辑:新闻网工作室    责任编辑:马海婷 张丹丹  】

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