于軍勝教授團隊在《美國化學學會期刊》發表封面論文
近日，光電科學與工程學院、電子薄膜與集成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）正封面刊發論文。
論文題為“Engineering Intrinsic Flexibility in Polycrystalline Molecular Semiconductor Films by Grain Boundary Plasticization”。
這是我校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。
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性能的柔性有機薄膜晶體管。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性能，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晶體管的製備。
該研究採用了一種全新的提升有機多晶半導體薄膜彎折性能的方式，實現了OTFT器件的柔性性能本徵的提升。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新能的有機多晶半導體薄膜指日可待。
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信息顯示、太陽能電池、光伏探測和氣體傳感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。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12507
劉明偵教授團隊在《美國化學學會能源快報》發表研究成果
近日，我校材料與能源學院劉明偵教授團隊在國際著名期刊ACS Energy Letters（《美國化學學會能源快報》）上發表論文。
論文題為“Effects of Alkyl Chain Length on Crystal Growth and Oxidation Process of Two-Dimensional Tin Halide Perovskites”（烷基鏈長對二維錫滷鈣鈦礦晶體生長與氧化過程的影響）的研究論文。
材料與能源學院為論文第一通訊單位，劉明偵教授為唯一通訊作者，副研究員李發明和碩士研究生謝毅然為共同第一作者。
發展可持續能源是當今環境科學研究的熱點，鈣鈦礦太陽能電池由於其優越的光電性能、低廉的製造成本以及可媲美硅基光伏電池的光電轉換效率受到了越來越多的關注。
圖一 錫基鈣鈦礦太陽能電池的結構示意圖和SEM截面圖
圖一為鈣鈦礦太陽能電池結構，主要包含電荷傳輸層和光吸收層，其中光吸收層採用具有ABX3結構的鈣鈦礦材料。
在眾多鈣鈦礦材料中，FASnI3鈣鈦礦由於錫的低毒性，且擁有更窄的光學帶隙和更高的載流子流動性，成為了開發高性能無鉛鈣鈦礦太陽能電池的良好選擇。但是Sn2+在空氣中不穩定，會自發氧化成Sn4+，這一過程會破壞鈣鈦礦結構的電中性和穩定性。
為了解決這一問題，引入有機間隔陽離子來提高鈣鈦礦穩定性和器件性能已成為解決問題。有機間隔陽離子的大小和結構對鈣鈦礦的性質有顯著的影響。然而，有機間隔陽離子在調節晶體取向和保護Sn2+不被氧化方面的作用尚不清楚，這阻礙了錫基鈣鈦礦的發展。
在該論文中，研究者通過應用烷基胺間隔陽離子（丁胺離子CH3(CH2)3NH3+、辛胺離子CH3(CH2)7NH3+和十二胺離子CH3(CH2)11NH3+）設計了具有不同烷基鏈長度的二維錫基鈣鈦礦。
圖二 鈣鈦礦薄膜的GIWAXS圖像以及鈣鈦礦BA2FAn-1SnnI3n+1在n=2和n=4的(020)與(111)晶面平面示意圖
圖二描述了二維錫基鈣鈦礦薄膜的製備過程、晶體形貌特徵。研究人員證明了不同烷基鏈長度對二維錫基鈣鈦礦薄膜的晶體取向、尺寸和生長分佈有顯著影響。
在圖二中，利用掠入射廣角X射線散射（GIWAXS）表徵發現，烷基鏈較短的陽離子更有利於產生高度定向和有序生長分佈的晶粒，並且會促進二維錫基鈣鈦礦薄膜的晶體垂直生長。較長的烷基鏈則會促進晶體平行生長，而垂直生長的晶體有利於抑制Sn2+的氧化，改善載流子的輸運。
圖三 鈣鈦礦薄膜的PL圖和UV-Vis圖以及鈣鈦礦薄膜的晶體生長示意圖
再結合光致發光（PL）光譜和紫外可見吸收光譜（UV-Vis）表徵發現，鈣鈦礦薄膜層的上下表面晶體尺寸和生長分佈不同，如圖三所示。
另外，採用短烷基鏈的有機間隔陽離子，如丁胺離子，也提供了優異的光伏器件性能。該項研究揭示了烷基鏈長度在穩定錫基鈣鈦礦薄膜中發揮著重要作用，為深入理解二維鈣鈦礦薄膜的取向生長提供了重要依據。
ACS Energy Letters刊登的研究成果涉及能源轉換和存儲的所有方面，報告領域內取得的重大進展。劉明偵教授團隊主要從事新能源材料及光電子器件研究，主要研究方向有高效率有機-無機雜化、全無機、無鉛錫基鈣鈦礦太陽能電池以及鈣鈦礦發光和探測器器件的的研發和應用。
近年來，該團隊已在Nano Energy, iScience, Journal of Materials Chemistry A, Advanced Science等國際著名期刊上發表多篇論文。
論文連接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00286
團隊主頁鏈接：http://optoelectronics.uestc.edu.cn/
光電學院本科生在《化學通訊》上發表論文
近日，我校光電科學與工程學院2017級本科生薛國棟在中科院分區一區期刊《Chemical Communications》（《化學通訊》）上發表論文 。
論文題為“Understanding the Nature of Quinoidal and Zwitterionic State in Carbazole-Based Diradicals”（探究咔唑雙自由基中醌式與內鹽共振結構的性質）的論文。
薛國棟為論文第一作者，光電科學與工程學院鄭永豪教授、胡曉光博士為通訊作者。電子科技大學為第一完成單位。
具有兩個未配對電子的有機分子體系集光、電、磁等性質於一身，並且可通過化學修飾實現對能帶隙、電荷遷移率、自旋態的調節，近年來由於在有機電子學、自旋電子學以及非線性光學等領域的廣泛應用而倍受關注。
其中理解分子體系的電子狀態對於功能材料的設計具有重要意義，這也是目前有機自由基材料發展的難點與目標。
在雙自由基體系中不同的取代位置能夠產生兩種化學形式迥異的共振結構：醌式與內鹽式，過去的研究對於二者的差異的理解雖有提及，但缺少系統的研究。
本文作者從新合成的兩種不同共振形式雙自由基分子出發，發現二者在單線態-三線態能級差，雙自由基係數等關鍵物理性質存在較大差異。並從自旋-自旋耦合作用、開殼-閉殼結構能量差與分子偶極矩三個方面，對兩種共軛形式造成雙自由基性質差異的原因做了進一步分析。最後通過密度泛函理論（DFT）量子化學計算，證明了在不同類型自由基中心（碳基、氧基、氮基）的咔唑雙自由基中具有普適性：內鹽式結構相比於醌式將表現出更為顯著的雙自由基特徵。
該研究從實驗與理論的角度系統的研究了雙自由基體系中兩種共振形式對自由基性質的影響，這對於理解化學鍵內在性質以及未來雙自由基材料的設計具有重要意義。
另外，薛國棟以共同第一作者和共同作者分別在《Journal of Materials Chemistry C》和《Chemical Communications》發表了學術論文。
《Chemical Communications》為英國皇家化學會旗下主流學術期刊，報道化學各領域研究最新進展。2019年中科院分區一區期刊，最新影響因子為6.164。
論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/CC/D0CC01948H
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