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　　交匯點(diǎn)訊  1月8日，南京郵電大學(xué)“金屬有機(jī)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能調(diào)控與光電應(yīng)用”成果獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目由黃維院士率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)完成?！敖饘儆袡C(jī)半導(dǎo)體可以說(shuō)是‘一材多用’的一種材料，隨著對(duì)它研究的不斷深入，未來(lái)還將會(huì)有更多的發(fā)現(xiàn)。”黃維院士在領(lǐng)獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)信心滿(mǎn)滿(mǎn)地說(shuō)。此次獲獎(jiǎng)，是黃維院士研究團(tuán)隊(duì)繼2013年首次獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)后，時(shí)隔5年再次獲得這一重要獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　據(jù)介紹，該項(xiàng)目圍繞金屬有機(jī)半導(dǎo)體的高性能化與多功能化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能調(diào)控、光電應(yīng)用方面獲得了系列創(chuàng)新性研究成果。該項(xiàng)目帶頭人黃維院士是我國(guó)有機(jī)光電子學(xué)科和柔性光電子學(xué)科的主要奠基人與開(kāi)拓者之一。他領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)是國(guó)際上最早涉足“有機(jī)光電子”研究的團(tuán)隊(duì)之一。

　　團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞金屬有機(jī)半導(dǎo)體的高性能化，提出半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新原理，提高了有機(jī)發(fā)光二極管效率。黃維院士舉例介紹：“以O(shè)LED顯示屏為例，研究之初，金屬有機(jī)半導(dǎo)體材料的電能轉(zhuǎn)化成光能的效率很低，無(wú)法使其走出實(shí)驗(yàn)室。項(xiàng)目組提出的‘位阻功能化和高分子化新策略’‘p-n金屬有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)策略’及‘動(dòng)態(tài)自適應(yīng)設(shè)計(jì)原理’，可以使OLED顯示屏電能轉(zhuǎn)化成光能的效率得到顯著提升，也就是性能大幅度提高，充分展示其主動(dòng)發(fā)光、視角范圍大，亮度高等特點(diǎn)。基于上述原理，金屬有機(jī)半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)在不斷優(yōu)化的同時(shí)，其制備成本也不斷降低。能卷起來(lái)的大彩電的問(wèn)世，就是在有機(jī)發(fā)光二極管效率大幅提高的基礎(chǔ)上，金屬有機(jī)半導(dǎo)體作為一種柔性材料，得以將撓曲式大面積的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到實(shí)際生活中?！秉S維院士說(shuō)，項(xiàng)目組還相繼開(kāi)發(fā)制備了高效、可印刷加工金屬有機(jī)半導(dǎo)體材料，制備的銪配合物發(fā)光器件性能達(dá)到同期國(guó)際最高水平，并首次實(shí)現(xiàn)了主體材料電學(xué)性能的智能動(dòng)態(tài)調(diào)控，獲得了同期低電壓驅(qū)動(dòng)的磷光藍(lán)光器件最優(yōu)結(jié)果之一。

　　同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還致力于推動(dòng)金屬有機(jī)半導(dǎo)體的多功能化，發(fā)展智能響應(yīng)型金屬有機(jī)半導(dǎo)體，并實(shí)現(xiàn)了高密度和高安全性信息存儲(chǔ)。項(xiàng)目第二完成人、南京郵電大學(xué)趙強(qiáng)教授介紹，現(xiàn)在大家使用的U盤(pán)，是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料做的，存儲(chǔ)量和安全性都有待提高。項(xiàng)目組在十多年的研究中，發(fā)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體會(huì)在外界物理刺激下產(chǎn)生電學(xué)或光學(xué)信號(hào)的“智能響應(yīng)”行為，比如給它加個(gè)電場(chǎng)后，其分子材料的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著變化。這種特性可以用于高密度和高安全性的信息存儲(chǔ)。項(xiàng)目組根據(jù)這種“智能響應(yīng)性”，提出了可印刷加工的二階和三階金屬聚合物信息存儲(chǔ)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)新策略，制備了高穩(wěn)定電存儲(chǔ)器，率先研制了基于單一聚合物的三階信息存儲(chǔ)器，為發(fā)展可印刷加工的超高密度信息存儲(chǔ)提供了有效途徑。在研究中，還發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)誘導(dǎo)金屬有機(jī)半導(dǎo)體磷光變色現(xiàn)象，提出智能響應(yīng)型有機(jī)信息存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)原理，同時(shí)利用磷光壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，通過(guò)時(shí)間分辨光學(xué)成像，發(fā)展了具有安全保護(hù)功能的信息存儲(chǔ)技術(shù)，開(kāi)辟了有機(jī)信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的研究新方向。

　　進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了金屬有機(jī)半導(dǎo)體的高靈敏“信息傳感”功能，利用長(zhǎng)壽命三重激發(fā)態(tài)，通過(guò)時(shí)間分辨光學(xué)技術(shù)提高生物信息傳感信噪比。趙強(qiáng)教授解釋說(shuō)，比如在用光學(xué)傳感器檢測(cè)癌細(xì)胞時(shí)，血液中同時(shí)存在的其它熒光生物分子，會(huì)對(duì)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。而金屬有機(jī)半導(dǎo)體是一種磷光材料，發(fā)光壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于熒光物質(zhì)，非常有利于通過(guò)時(shí)間分辨光學(xué)技術(shù)，消除“背景干擾信號(hào)”，獲得“壽命長(zhǎng)”的有效光學(xué)信號(hào)，從而大大提高檢測(cè)靈敏度。成功解決了“生物背景熒光干擾導(dǎo)致檢測(cè)信噪比低”這一領(lǐng)域難題。

　　該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目歷時(shí)十余年，發(fā)表SCI論文115篇。8篇代表性論文發(fā)表在Nat Commun、Adv Mater、Angew Chem Int Ed、Adv Funct Mater等國(guó)際權(quán)威期刊上，3篇入選ESI高被引論文，1篇入選ESI熱點(diǎn)論文，被諾貝爾獎(jiǎng)得主、美國(guó)科學(xué)院/工程院院士和歐洲科學(xué)院院士等同行廣泛引用。授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利16件。受邀在Chem Soc Rev、Prog Polym Sci等頂級(jí)期刊發(fā)表綜述。出版專(zhuān)著《有機(jī)電子學(xué)》（科學(xué)出版社），參編英文專(zhuān)著2部。黃維院士任Adv Mater、Prog Polym Sci、npjFlexible Electronics等國(guó)際知名期刊主編、編委或顧問(wèn)編委。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告100余次，承辦學(xué)術(shù)會(huì)議20余次。主要成果獲2016年教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　交匯點(diǎn)記者  葛靈丹  通訊員   尤萱