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化学学院郭雪峰教授、1979级校友黄维院士成果入选教育部2016年度“中国高等学校十大科技进展”
发布日期:2016-12-30 阅读次数:483

  2016年度,北京大学化学学院郭雪峰教授以“世界首例真实稳定可控的单分子电子开关器件研究”1979级校友黄维院士以“高效钙钛矿发光器件研究”成果,分别入选2016年度“中国高等学校十大科技进展”。

教育部“中国高等学校十大科技进展”评选设立于1998年,设立初衷是宣传中国高等学校的重大科技成果,充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力,鼓励高等学校提高科技创新能力,该奖每年评选一次。活动开展以来,对提升高等学校科学技术的整体水平,推动高等学校的科技进步发挥了积极作用,并在社会上产生了较大影响,获得了较高的声誉。

 

让我们对化学学院教师和校友在科学研究领域取得的突出成就表示热烈的祝贺!

 

附:两项科研成果介绍

郭雪峰:世界首例真实稳定可控的单分子电子开关器件

利用单分子构建电子器件对突破目前半导体器件微小化发展的瓶颈意义重大。实现可控的单分子电子开关功能是验证分子能否作为核心组件应用到电子器件中的关键。自上个世纪70年代以来,设计构筑稳定可控的单分子器件,探索其与微电子工艺的兼容性,并获得真正意义上的分子电子开关,在当代纳米电子学研究中具有重大的科学意义。

郭雪峰团队围绕单分子光电子学领域开展了长达9年的潜心钻研和持续攻关。他们原创性地发展了以石墨烯为电极、通过共价键连接的稳定单分子器件的关键制备方法,解决了单分子器件制备难、稳定性差的难题。在此基础上,通过功能导向的分子工程学成功地克服了二芳烯分子与石墨烯电极间强耦合作用的核心挑战性问题,从而突破性地构建了一类全可逆的光诱导和电场诱导的双模式单分子光电子器件。这项研究工作使得在中国诞生了世界首例真实稳定可控的单分子电子开关器件。这也是几十年来我国在分子电子学领域的科学研究第一次发表在《Science》杂志上。

论文于2016617日发表在《Science》上,申请了发明专利。这项研究证明功能分子可以作为核心组件来构建电子回路,为将功能分子应用到实用电子器件中迈出了关键的一步。《Science》同期配发了长篇正面评述,得到了国内外同行的广泛认可和各种媒体的亮点报道。

 

黄维:高效钙钛矿发光器件研究

照明对于人类文明的重要性不言而喻。从远古时期的火把、中世纪的蜡烛,到近代的油灯、现代的电灯和当代的LED,人类寻找新型光源的脚步从未停歇。当前,照明消耗了全球发电量的30%以上,探索环境友好、高效节能的照明系统愈发重要。有机无机杂化钙钛矿材料因其优异的发光性能和可大面积低成本加工的潜力,在照明与显示领域具有广阔前景。

南京工业大学黄维院士和王建浦教授领导的创新团队是国际上最早认识到此类材料的发光潜力,并着力制备钙钛矿发光二极管器件的团队之一。2016年,他们创造性地利用溶液自组装方法制备了多量子阱结构的钙钛矿发光材料。该材料不仅保持了二维钙钛矿成膜质量高、稳定性好的优点,而且在不同带隙量子阱之间可发生快速的阶梯能量转移,有效克服了常温下二维钙钛矿激子易猝灭的缺点。在世界上首次实现了外量子效率达11.7%的高效钙钛矿电致发光器件,同时器件寿命较三维钙钛矿器件提高了两个数量级。

系列创新性研究成果相继发表在国际顶级学术期刊上,并已申请两项发明专利。其中,代表性成果于2016926日在Nature Photonics上发表,是全球首篇钙钛矿发光器件外量子效率突破10%的报道,也是目前此类器件的世界最高效率,为钙钛矿材料及其在发光领域的研究开拓了新方向。

 





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