有机纳米结构定向阵列与图案化可控自组装及其高性能光电子器件的研究

随着纳米科技研究的深入，以具有优异性能的纳米结构作为组装基元来构筑规模更大、功能更强的有序自组装体系，逐步引起人们的高度关注。此体系具备纳米结构单体所不具备的协同效应，功能得到极大拓展，而其高度有序性也为新一代集成纳米器件的研究提供了可能。本项目拟以一系列具有优异光电特性的有机化合物（如C60、PTCBI及其衍生物等）为研究对象，利用有机分子间的超分子作用力，基于液－固（液）界面的协同作用，一步实现有机分子自组装形成纳米线基元，以及纳米线基元形成有序阵列与图案化的自组装体系。通过对自组装过程中各影响因素的研究，实现自组装的可控调节，进一步剖析自组装体系的形成机制。在此基础上，探索有序自组装体系在有机纳米光电子器件上的应用。本项目有望加深对有机纳米结构自组装规律的认识，并对其实用化发展起到积极促进作用。

本项目以一系列具有优异光电特性的有机化合物为研究对象，利用有机分子间的超分子作用力，基于界面之间的协同作用，一步实现有机分子自组装形成纳米线基元，以及纳米线基元形成有序阵列与图案化的自组装体系。并在此基础上构建高性能光电器件，促进有机纳米单晶在柔性、集成器件中的应用。具体研究成果包括：（1）发展了一种模具辅助溶剂挥发诱导，在液/固界面实现定向阵列与图案化的可控自组装的方法，并系统研究模具形状与尺寸对形成纳米线阵列与图案化的影响；(2)通过衬底改性以及调制基底表面能，实现了超长有机纳米线阵列生长与图案化自组装的方法；（3）通过利用光栅或者金纳米颗粒辅助在气/固界面的助组装，实现了大面积有机纳米线阵列生长的方法。并在可控自组装的基础上，我们同时发展了多种大面积转移有机纳米结构及器件加工的技术，构筑了基于自组装体系的高性能纳米光电子器件，及其在集成以及柔性器件中的应用。通过上述研究，加深了对有机纳米结构自组装规律的认识，并对其实用化发展起到积极促进作用。