微納電子研究團隊現有教職工8人,其中教授3人、副教授5人。主要研究方向為有機半導體高性能化及多功能化,其中包括高性能柔性電路、柔性混合電子學及光電磁轉換物理機制等。具體成員及研究方向如下所示:


劉劍剛,教授,本科畢業于吉林大學化學系,研究生畢業于中國科新葡萄長春應用化學研究所。要從事有機光電子器件有源層結構調控及大面積溶液加工相關研究。2010年以來,在Adv. Funct. Mater.,Macromolecular,Science China Chemistry等期刊以第一或通訊作者發表SCI論文41篇(一區文章23篇,二區文章11篇)。主持國家自然科學基金青年基金1項,面上項目2項,作為骨幹成員參與國家重點研發計劃2項。主要研究成果包括:
OTFT有源層凝聚态結構調控與機理研究
共轭聚合物因其具有獨特的結構特征(π電子共轭體系)、溶液加工特性及光電性質可調等優異特點,廣泛應用于有機場效應晶體管、太陽能電池及發光二極管等領域。作為光電功能材料,共轭聚合物的載流子遷移率是決定有機光電器件性能的重要參數,它不僅取決于組成共轭聚合物基元的分子結構,還取決于薄膜中共轭聚合物的凝聚态結構。我們從熱力學角度及動力學角度,分别闡釋了共轭聚合物分子堆積行為的影響因素,并以此為基礎實現了共轭聚合物凝聚态結構的可控調節。主要研究内容包括:(1)共轭聚合物溶液狀态調控降低分子纏結程度。我們研究了溶液中剛性分子聚集狀态及構象對其凝聚态結構的影響,揭示出鍊纏結為此類共轭高分子結晶的限制因素。提出利用超聲震蕩、添加劑及固溶劑等手段降低溶液中分子鍊纏結狀态,增加溶液中單鍊含量,提高分子自組織能力。(2)提高晶區分子耦合程度及控制晶區取向排列。薄膜凝聚态結構是制約其載流子遷移率的關鍵因素。我們研究了分子構象對聚合物有序聚集程度的影響,揭示了共轭聚合物形貌有序性提高源于晶區内部分子耦合程度的提高,并通過調控聚合物分子結晶成核機制、基底與溶液潤濕性及成膜過程溶劑揮發動力學,在優化分子耦合程度的基礎上提高分子取向度和堆疊有序程度、優化晶體間鍊接程度與鍊接方式,降低了載流子傳輸過程中晶體内部及晶界間傳輸勢壘。(3)制備大尺寸納米線。通過調節溶劑-溶質相互作用參數等降低分子纏結程度,在此基礎上調節溶劑極性及溶液溫度等降低分子内聚集并增加分子共平面性,實現聚合物生長形成納米線的熱力學基礎;同時結合溶劑揮發動力學,促進晶體生長速率與溶劑揮發速率匹配,實現了共轭聚合物納米線的制備。

2.有機太陽能電池活性層形貌調控與機理研究
有機薄膜太陽能電池的活性層納米微結構對器件能量轉換效率具有重要影響。例如,共轭聚合物有序堆疊程度決定了有源層光子吸收效率、激子擴散長度及載流子遷移率;共混體系相分離尺寸決定了激子擴散效率,而相分離結構決定了載流子傳輸及收集效率;另外,相區純度及界面擴散程度主要影響電荷轉移态分離效率及載流子傳輸過程中的雙分子複合。因此,掌握薄膜形态調控的熱力學和動力學因素,理解共轭聚合物分子鍊剛性對相分離及結晶的競争與耦合關系,構建有利于有機光電器件性能提高所需要的各種薄膜形态結構,對有機光電器件的性能提高與商業化具有重要意義。我們從熱力學角度及動力學角度,分别闡釋了活性層微納結構的影響因素,并以此為基礎實現了活性層相分離結構的可控調節;在此基礎上與roll-to-plate等工藝結合實現了太陽能電池的大面積溶液加工。主要研究内容包括:(1)結晶動力學調控活性層結構。針對有源層結構為熱力學亞穩态、可控性差這一問題,我們将溶液的熱力學與動力學因素相結合,通過結晶誘導/限制相分離、結晶速率匹配等原理調節相分離與結晶間競争耦合關系,實現了不同共混體系有源層相分離結構、相區尺寸及純度、給受體分子取向的多層次結構構築;建立了有源層結構與器件光物理過程間關系,成功制備了聚合物/富勒烯、聚合物/非富勒烯及全聚合物共混體系高性能器件。(2)活性層的大面積溶液加工:卷對卷(R2R)印刷工藝是目前學術界公認的可以實現小面積電池器件向可産業化應用的大面積光伏模組轉化的關鍵技術。然而,溶劑揮發過程中液膜不同區域揮發速率不一緻,導緻薄膜厚度波動大、均一性差。針對以上問題,我們通過降低液膜邊緣與中心揮發速率差、利用馬拉哥尼流動等原理抑制了大面積成膜過程中液膜内部徑向流動,提高了薄膜的均一性;通過調節溶液性質(雷諾數、韋伯數)、成膜過程中出液及基闆移動速率等,實現了薄膜厚度可控,為制備大面積高性能器件奠定基礎。

科研項目情況:
1.全共轭聚合物共混薄膜分子Face-on/ Face-on取向調控,國家自然科學基金面上項目,項目負責人,2018-2021,63萬元(直接經費)。
2.共轭聚合物π-π堆積間距及凝聚态結構調控和器件性能的研究,國家自然科學基金面上項目,項目負責人,2015-2018,88萬元。
3.富勒烯聚集抑制雙分子穿插構建聚合物/富勒烯互穿網絡結構,國家自然科學基金青年科學基金項目,項目負責人,2014-2016,25萬元。
4.印刷OLED顯示關鍵材料與器件技術-高性能磷光材料的分子設計、合成與發光性能、器件性能,科技部國家重點研發計劃,課題骨幹,2016-2020,880萬元(作為骨幹成員獲得經費85萬元)。
5.印刷OLED顯示材料産業化示範,科技部國家重點研發計劃,課題骨幹,2017-2021,228萬元(作為骨幹成員獲得經費32萬元)。
代表性文章:
1.Jiangang Liu*,Shuyi Zeng, Zhiguo Zhang,* Jing Peng, and Qiuju Liang*, Optimizing the phase-separated domain size of the active layer via sequential crystallization in all-polymer solar cells,J. Phys. Chem. Lett.,2020, 11, 2314−2321.
2.Jiangang Liu*,Shuyi Zeng, Peng Jing, Kui Zhao,*Qiuju Liang,*Investigating the effect of cosolvents on P3HT/O-IDTBR film-forming kinetics and film morphology,J. Energy Chem., 2020, 51, 333-341.
3.Qiaoqiao Zhao, Xinhong Yu, Zhiyuan Xie,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Face-on orientation and vertical phase separation of p-DTS(FBTTh2)2/PC70BM induced by epitaxial crystallization of polymer interface layer,Org. Electron., 2020, 77, 105512.
4.Qiuju Liang, Xuechen Jiao, Ye Yan, Zhiyuan Xie, Guanghao Lu,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Separating crystallization process of P3HT and O-IDTBR to construct highly crystalline interpenetrating network with optimized vertical phase separation,Adv. Funct. Mater., 2019, 1807591.
5.Qiuju Liang, Jie Han, Chunpeng Song, Jingming Xin, Xinhong Yu, Zhiyuan Xie, Detlef-M. Smilgies, Kui Zhao*,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Reducing the confinement of PBDB-T to ITIC to improve the crystallinity of PBDB-T/ITIC blends.J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 15610-15620.
6.Qiaoqiao Zhao, Xinhong Yu, Zhiyuan Xie,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Optimizing H-/J-Type Aggregation and vertical phase separation to improve photovoltaic efficiency of small molecule solar cells by adding a macromolecule additive.ACS Appl. Energy. Mater., 2018, 1, 6338−6344.
7.Jiangang Liu*, Jie Han, Qiuju Liang, Jingming Xin, Yabing Tang, Wei Ma, Xinhong Yu and Yanchun Han*, Balancing crystal size in small-molecule nonfullerene solar cells through fine-tuning the film-forming kinetics to fabricate interpenetrating network,ACS Omega, 2018, 3, 7603−7612. (Invited Paper)
8.Liang Chen, Kefeng Zhao, Xinxiu Cao,Jiangang Liu*, Xinhong Yu and Yanchun Han*, Nanowires of conjugated polymer prepared by tuning the interaction between the solvent and polymer,Polymer, 2018, 149, 23-29.
9.Rui Zhang, Ye Yan, Hua Yang, Xinhong Yu,Jiangang Liu*, Jidong Zhang* and Yanchun Han*, The broken out and confinement phase separation structure evolution with the solution aggregation and relative crystallization degree in P3HT/N2200,Polymer, 2018, 138, 49-56.
10.Qiuju Liang, Jie Han, Hongxiang Li, Liang Chen, Zhiyuan Xie, Jiangang Liu* and Yanchun Han*, Uniform, high crystalline, (100) crystal orientated perovskite films without PbI2 residue by controlling the nanostructure of PbI2,Org. Electron., 2018, 53, 26-34.
11.Qiuju Liang,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Optimizing film morphology and crystal orientation of perovskite for efficient planar-heterojunction solar cells by slowing crystallization process.Org. Electron., 2018, 62, 26-34.
12.Chunpeng Song, Yi Qu*,Jiangang Liu*and Yanchun Han*,Phase-separated mechanism and morphological control of all-polymer solar cells,Acta Polymerica Sinica, 2018, 2, 145-163.
13.Liang Chen, Kefeng Zhao, Shuaijie Chi,Jiangang Liu*, Xinhong Yu and Yanchun Han*, Improving fiber alignment by increasing planar conformation of the isoindigo-based conjugated polymers.Mater. Chem. Front., 2017, 1, 286-293.
14.Qiuju Liang, Jie Han, Chunpeng Song, Zaiyu Wang, Jingming Xin, Xinhong Yu, Zhiyuan Xie, Wei Ma*,Jiangang Liu*and Yanchun Han*,Tuning molecule diffusion to control the phase separation of the p-DTS(FBTTh2)2/EP-PDI blend system via thermal annealing.J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 6842-6851.
15.Xinxiu Cao, Zhonghui Du, Liang Chen, Kefeng Zhao, Hongxiang Li,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Long diketopyrrolopyrrole-based polymer nanowires prepared by decreasing the aggregate speed of the polymer in solution.Polymer, 2017, 118, 135-142.
16.Rui Zhang, Hua Yang, Ke Zhou, Jidong Zhang, Xinhong Yu,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Molecular orientation and phase separation by controlling chain segment and molecule movement in P3HT/N2200 blends.Macromolecules, 2016, 49, 6987–6996.
17.Mingguang Li, Qiuju Liang, Qiaoqiao Zhao, Ke Zhou, Xinhong Yu, Zhiyuan Xie,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, A bi-continuous network structure of p-DTS(FBTTh2)2/EP-PDI via selective solvent vapor annealing.J. Mater. Chem. C., 2016, 4, 10095-10104.
18.Liang Chen, Shuaijie Chi, Kefeng Zhao,Jiangang Liu*, Xinhong Yu and Yanchun Han*, Aligned films of the DPP-Based conjugated polymer by solvent vapor enhanced drop casting.Polymer2016, 104, 123-129.
19.Qiaoqiao Zhao, Xinhong Yu,Jiangang Liu*and Yanchun Han*, Increasing H-aggregation of p-DTS(FBTTh2)2 to improve photovoltaic efficiency by solvent vapor annealing.Org. Electron.,2016, 37, 6-13.
20.Jiangang Liuand Yanchun Han*, The effect of intercalated behavior in polymer/fullerene blend on the performance of organic bulk heterojunction solar cells.Sci.China-Chem., 2015, 45, 295-307.
劉炜,副教授,本科畢業于武漢大學物理科學與技術新葡萄,研究生畢業于中國科新葡萄大學半導體研究所。要從事化合物半導體光電子材料性能表征和器件結構優化等相關研究。2015年以來,在Opt. Express,Appl. Surf. Sci.,J. Alloy Compd.等期刊以第一或通訊作者發表SCI論文14篇。主持國家自然科學基金青年基金1項,陝西省自然科學基金面上項目1項,中國博士後科學基金面上(一等)資助1項。主要研究成果包括:
綠色InGaN/GaN多量子阱材料及相關器件的光電特性表征與研究
(1)研究了InGaN/GaN多量子阱(MQW)的結構參數對樣品的變溫光緻發光(PL)特性的影響。利用帶尾态模型分析了具有不同InGaN阱層厚度的MQW的變溫PL譜。發現在薄阱樣品中,由In組分波動形成的深局域态主導了發光過程;而在厚阱樣品中,由阱層厚度波動形成的淺局域主導了整個發光過程。此外,當InGaN阱中的In含量較高時,MQW樣品PL譜的光譜寬度會出現随溫度升高而變窄的反常現象。我們認為這是由于失配位錯等晶體缺陷可能優先出現在淺局域中心内,導緻高溫時淺局域态發光效率的顯著下降,從而引起PL譜寬的變窄。
(2)研究了綠光MQW的電緻發光譜(EL)随注入電流的變化情況。發現随注入電流增加,In含量不同的MQW的EL光譜寬度的變化趨勢是不同的。我們從庫倫屏蔽效應、局域态效應、非輻射複合損耗和能态填充等方面,對EL譜寬随注入電流變化的物理機制進行了深入分析,并給出了合理的解釋。
(3)研究了綠光MQW LED在大電流下發光效率随注入電流增大而下降的現象,即droop效應。發現在極化效應、退局域效應、SRH非輻射複合過程等多種物理因素的共同作用下,綠光LED的droop行為會随着InGaN阱層厚度的增加出現先增強,而後減弱的現象。此外,針對發光差的LED的droop往往比較弱,以及發光波長較長的LED的droop較嚴重等現象也進行了研究。發現強烈的SRH非輻射複合過程和強的極化效應都會通過改變MQW有源區中的載流子密度n,對LED的droop行為産生影響。因此,相比于常規的EQE-I曲線,研究EQE-n曲線有助于更深刻的闡明droop現象背後的物理本質。

科研項目情況:
1.基于MOCVD技術的自組裝綠光InGaN量子點發光機理研究,國家自然科學基金青年科學基金項目,項目負責人,2017-2019,25萬元。
2.高In組分InGaN量子點的發光特性及其載流子動力學研究,陝西省自然科學基礎研究計劃——一般項目(面上),項目負責人,2019-2020,3萬元。
3.自組裝綠光InGaN量子點的生長動力學研究,第60批中國博士後科學基金面上資助一等資助,項目負責人,2017-2018,8萬元。
代表性文章:
21.W. Liu,F. Liang, D. G. Zhao, J. Yang, D. S. Jiang, J. J. Zhu and Z. S. Liu, “Effects of photogenerated carriers in GaN layers on the photoluminescence characteristics of violet light-emitting InGaN/ GaN multiple quantum wells”,Mater. Res. Expressvol. 6, pp. 076203 (2019)
22.W. Liu, J. Yang*, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, J. J. Zhu, P. Chen, Z. S. Liu, F. Liang, S. T. Liu, Y. Xing, L. Q. Zhang, W. J. Wang, M. Li, Y. T. Zhang, G. T. Du, “Energy band tilt in ultra-thin InGaN film affected by the surface adsorption and desorption”,Appl. Surf. Sci.vol. 456, pp. 487-492 (2018)
23.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, D. P. Shi, Z. S. Liu, J. J. Zhu, J. Yang, X. Li, F. Liang, S. T. Liu, Y. Xing, L. Q. Zhang, W. J. Wang, M. Li, Y. T. Zhang, G. T. Du, “Effect of carrier transfer process between two kinds of localized potential traps on the spectral properties of InGaN/GaN multiple quantum wells”,Opt. Expressvol. 36, pp. 3427-3434 (2018)
24.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, D. P. Shi, Z. S. Liu, J. J. Zhu, J. Yang, X. Li, F. Liang, S. T. Liu, Y. Xing, H. Long and M. Li, “Influence of indium content on the unintentional background doping and device performance of InGaN/GaN multiple-quantum-well solar cells”,IEEE J. Photovolt.vol.7, pp. 1017-1023 (2017)
25.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, D. P. Shi, Z. S. Liu, J. J. Zhu, J. Yang, X. Li, F. Liang, S. T. Liu, Y. Xing, L. Q. Zhang, M. Li and J. Zhang, “Comparative study on the InGaN multiple-quantum-well solar cells assisted by capacitance-voltage measurement with additional laser illumination”,J. Alloy Compd.vol. 725, pp. 1130-1135 (2017)
26.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, Z. S. Liu, J. J. Zhu, X. Li, F. Liang, J. P. Liu, L. Q. Zhang, H. Yang, Y. T. Zhang and G. T. Du, “Shockley-Read-Hall recombination and efficiency droop in InGaN/GaN multiple-quantum-well green light-emitting diodes”,J. Phys. D Appl. Phys.vol. 49, pp. 145104 (2016)
27.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, Z. S. Liu, J. J. Zhu, M. Shi, D. M. Zhao, X. Li, J. P. Liu, S. M. Zhang, H. Wang, H. Yang, Y. T. Zhang and G. T. Du, “Temperature dependence of photoluminescence spectra for green light emission from InGaN/GaN multiple wells”,Opt. Expressvol. 23, pp. 15935-15943 (2015)
28.W. Liu, D. G. Zhao*, D. S. Jiang, P. Chen, Z. S. Liu, J. J. Zhu, M. Shi, D. M. Zhao, X. Li, J. P. Liu, S. M. Zhang, H. Wang and H. Yang, “Localization effect in green light emitting InGaN/GaN multiple quantum wells with varying well thickness”,J. Alloy Compd.vol. 625, pp. 266–270 (2015)
梁秋菊,副教授,本科畢業于吉林大學理科實驗班,研究生畢業于中國科新葡萄大學。要從事有機光電子器件及鈣钛礦光伏電池的活性層形貌調控及器件性能、穩定性優化等相關研究。在Advanced Functional Materials,Journal Physical Chemistry Letters等期刊以第一或通訊作者發表SCI論文8篇(一區文章2篇,二區文章3篇)。主持國家自然科學基金青年基金1項,校際合作項目1項,作為骨幹成員參與國家自然科學基金面上項目2項。主要研究成果包括:
(1)共轭分子共混體系相分離結構調控與光物理過程研究。在共混體系相分離熱力學基礎上揭示了給受體結晶順序、結晶速率等動力學因素對相分離結構的影響;結合結晶誘導/限制相分離、附生結晶及粘彈相分離等原理構築了納米級互穿網絡結構;揭示了電荷轉移态分離效率、載流子遷移率及雙分子複合幾率與相分離結構間關系。(2)鈣钛礦晶體結構調控及器件性能與穩定性的研究。通過引入聚合物分子或溶劑蒸汽分子,控制鈣钛礦晶體前驅體的熱力學穩定态及晶體生長動力學,制備了大尺寸、晶體取向可控且耐水氧程度高的鈣钛礦多晶薄膜;揭示了鈣钛礦晶體取向與載流子壽命及晶體耐水氧程度間關系;通過控制鈣钛礦晶體取向,實現了光伏電池性能與器件穩定性的雙重提高。

科研項目:
1.共轭聚合物/非富勒烯光伏電池活性層共混相調控,國家自然科學基金青年項目,項目負責人,2020-2022年,26萬元。
2.飛機燃油系統微生物檢測及防控方法, “一帶一路”及校際重要合作夥伴科技合作種子基金,項目負責人,2019-2020年,20萬元。
3.中央高校基礎業務費,基于非富勒烯受體光伏電池活性層共混相調控,項目負責人,2020-2021,20萬元。
4.全共轭聚合物共混薄膜分子Face-on/Face-on取向調控,國家自然科學基金面上項目,參與,2018-2021,63萬元。
5.共轭聚合物π-π堆積間距及凝聚态結構調控和器件性能的研究,國家自然科學基金面上項目,參與,2015-2018年,88萬元。
代表性論文:
[1]Liang Q, Jiao X, Yan Y, et al. Advanced Functional Materials, 2019, 1807591. IF:15.62
[2]Liang Q, Liu J, Cheng Z, et al. Journal of Materials Chemistry A, 2016, 4: 223–232. IF: 10.73.
[3]Liang Q, Han J, Song C, et al. Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6: 15610-15620. IF: 10.73
[4]Liang Q, Han J, Song C, et al. Journal of Materials Chemistry C, 2017, 5: 6842-6851. IF: 6.64
[5]Liang Q, Han J, Li H, et al. Organic Electronics, 2018, 53: 26-34. IF: 3.48
[6]Liang Q, Liu J, Han Y, Organic Electronics, 2018, 62, 26-34. IF: 3.48
[7]Liu G*, Zeng S, Zhang Z*, Peng J, andLiang Q*, Journal Physical Chemistry Letters, 2020, 11, 2314−2321.IF: 7.91
[8] Liu G*, Zeng S, Zhang Z*, Peng J, Zhao K*,Liang Q*, Journal of Energy Chemistry, 2020, 51, 333-341.IF: 4.65
王昆,副教授,于2019年博士畢業于德國慕尼黑工業大學,主要研究方向為光電轉換材料與器件,包括太陽能電池、光探測器等,并使用先進散射方法分析材料的微納米結構。在Adv. Mater.,Adv. Funct. Mater.,Angew. Chem. Int. Ed.,Nano Lett.,Nanoscale Horiz.,J. Mater. Chem. A,J. Phys. Chem. Lett.,ACS Appl. Mater. Interfaces等知名期刊發表研究型論文23篇(IF>10: 6篇,一區文章15篇)。
新型薄膜太陽能電池的研究
新型薄膜太陽能電池基于光生伏特效應,可有效地将太陽光能轉變為電能,具有質量輕、制備簡單、價格低廉以及柔性等優點,在人們生産生活方面都有重要應用。活性層作為新型薄膜太陽能電池的重要組成部分,其形貌、結晶性等結構對光電性能影響顯著,是提高器件性能的關鍵。然而活性層的結構狀态受到半導體材料種類、制備過程、制備環境等多方面的影響,對其結構的精準調控成為提高器件性能的難點。此外,對其形貌、結晶性等調控機制的研究仍不夠深入。本課題組主要研究太陽能電池中活性層的結構和器件性能的關聯性。探索的器件主要有有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池、有機-無機雜化太陽能電池、鈣钛礦太陽能電池等。通過研究這些器件中活性層形貌對器件性能的具體影響,建立結構與性能的關聯,從而通過調控活性層結構提高器件性能。
先進散射方法研究半導體材料的結構
先進散射方法主要包括掠入射小角/廣角X-射線散射以及掠入射中子散射方法等,能夠無損分析薄膜樣品表面和内部的納米顆粒、納米孔洞等納米結構的尺寸、分布以及晶體取向、晶格間距、晶體大小等形貌結構特征,在化學、物理、材料、生物等諸多領域都有廣泛的應用。對于太陽能電池等半導體光電器件,可通過先進散射方法全面分析活性層薄膜的形貌結構。此外,先進散射方法可進行原位測試,有效地對成膜過程進行跟蹤,探索薄膜形貌演變規律以及結晶機制等成膜動力學。同時也可與器件性能測試相結合,實時檢測材料結構變化對器件性能的影響,對提高器件性能意義顯著。本課題組主要運用先進散射方法研究新型半導體光電器件中活性層薄膜的成膜動力學以及活性層結構對器件性能的影響機制,為半導體光電器件中活性層形貌調控提供理論支撐,同時為進一步提高器件效率及穩定性奠定基礎。

代表性文章:
1.K. Wang, N. Hohn, L. P. Kreuzer, T. Widmann, M. Haese, J.-F. Moulin, P. Müller-Buschbaum. Morphology tuning of ZnO/P3HT/P3HT-b-PEO hybrid films deposited via spray or spin-coating. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 10998.
2.K. Wang, V. Körstgens, D. Yang, N. Hohn, S. V. Roth, P. Müller-Buschbaum. Morphology control of low temperature fabricated ZnO nanostructures for transparent active layers in all solid-state dye-sensitized solar cells. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 4405.
3.K. Wang, L. Bießmann, M. Schwartzkopf, S. V. Roth, P. Müller-Buschbaum. Tuning of the morphology and optoelectronic properties of ZnO/P3HT/P3HT‑b‑PEO hybrid films via spray deposition method. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 20569.
4.K. Wang, S. Xia, W. Cao, N. Hohn, S. Grott, L. P. Kreuzer, M. Schwartzkopf, S. V. Roth, P. Müller-Buschbaum. Comparison of UV-irradiation and sintering on mesoporous spongelike ZnO films prepared from PS-b-P4VP templated sol-gel synthesis. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 7139.
5.K. Wang, C. Zhao, Z. Zhang, S. Min, X. Qian. A facile one-step route to synthesize three-layer nanostructure of CuS/RGO/Ni3S2 and its high electrochemical performance. RSC Adv. 2016, 6, 16963.
6.K. Wang, X. Dong, C. Zhao, X. Qian, Y. Xu. Facile synthesis of Cu2O/CuO/RGO nanocomposite and its superior cyclability in supercapacitor. Electrochim. Acta. 2015, 152, 433.
7.K. Wang, C. Zhao, S. Min, X. Qian. Facile synthesis of Cu2O/RGO/Ni(OH)2 nanocomposite and its double synergistic effect on supercapacitor performance. Electrochim. Acta. 2015, 165, 314.
李鋒,副教授,本科畢業于吉林大學微電子系,研究生畢業于吉林大學電子科學與工程新葡萄。主要從事半導體氧化物氣體傳感器相關研究。2014年以來,以第一作者發表SCI論文6篇(一區文章4篇,三區文章2篇)。主要研究成果包括:
半導體金屬氧化物表面形貌調控與氣敏機理研究
半導體金屬氧化物以其具有獨特的電學特性、形貌易調控、價格低廉、環保等優異特點,廣泛應用于氣體傳感器、濕度傳感器及可見光催化有機染料等領域。作為傳感功能材料,半導體金屬氧化物的載流子濃度是決定器件氣敏性能的重要參數,它不僅取決于組成半導體金屬氧化物基元的分子結構,還取決于材料表面态密度。我們從熱力學及動力學角度,闡釋了溶劑熱法合成半導體氧化物的影響因素,并以此為基礎實現了半導體氧化物的形貌及氣敏性能的可控調節。主要研究内容包括:(1)貴金屬溢流效應對半導體金屬氧化物表面态的調控。我們研究了溶液中貴金屬原子聚集狀态對其表面能帶結構的影響,揭示出貴金屬粒子提高氣敏性能的基本機理。提出利用紫外增能、導向劑、煅燒等手段促進貴金屬離子的還原反應,加快沉澱及成核過程,增加反應活性位點。(2)設計具有特殊空間結構與表面形貌的半導體氧化物。傳感材料的表面為氣敏的化學反應提供了必要的反應場所和能量,是影響氣敏性能的關鍵因素。我們研究了晶體内部缺陷對表面氧負離子狀态和密度的影響,揭示了德拜長度對敏感層導電通道寬度的調控能力,實現電流通道在約束條件下的極大化,提高敏感層的利用率,改善氣敏性能。

代表性文章:
1.Feng Li, Shengping Ruan*, Nan Zhang, Yanyang Yin, Sijia Guo, Yu Chen, Haifeng Zhang, Chuannan Li*, Synthesis and characterization of Cr-doped WO3nanofibers for conductometric sensors with high xylene sensitivity, Sensors and Actuators B: Chemical, 2018, 265, 355-364.
2.Feng Li,Qixuan Qin, Nan Zhang, Chuan Chen, Liang Sun, Xin Liu, Yu Chen*, Chuannan Li*, Shengping Ruan*, Improved gas sensing performance with Pd-doped WO3·H2O nanomaterials for the detection of xylene, Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 244, 837-848.
3.Feng Li, Sijia Guo, Jingli Shen, Liang Shen, Dongming Sun, Bin Wang, Yu Chen*, Shengping Ruan*, Xylene gas sensor based on Au-loaded WO3·H2O nanocubes with enhanced sensing performance, Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 238, 364-373.
4.Feng Li, Chao Li, Linghui Zhu, Wenbin Guo, Liang Shen, Shanpeng Wen*, Shengping Ruan*, Enhanced toluene sensing performance of gold-functionalized WO3·H2O nanosheets, Sensors and Actuators B: Chemical, 2016, 223, 761-767.
5.Feng Li, Yujia Li, Fuyi Jing, Jingran Zhou*, Yu Chen*, Dongming Sun and Shengping Ruan*, Low-temperature synthesis of WO3nanolamella and their sensing properties for xylene, RSC Advances, 2015, 5, 85598-85605.
6.Feng Li, Shengping Ruan*, Yanyang Yin, Nan Zhang, Haifeng Zhang, Chuannan Li, Yu Chen*, Facile synthesis of MnWO4/WO3electrospun nanofibers as high performance visible-light driven photocatalysts, Materials Letters, 2018, 229, 98-102.
黃佛保,副教授,博士畢業于蘭州大學微電子學與固體電子學專業。主要從事有機光電子器件結構設計與性能優化方面的相關研究。近年來,在Carbon,Journal of Materials Chemistry C,Journal of Physical Chemistry C等期刊以第一或主要參與作者發表SCI論文十餘篇。目前主持基礎研究與創新發展項目一項。主要研究成果包括:
有機光探測器結構設計與性能優化研究
有機光探測器能将光信号轉化為電信号,因其質輕、價廉、柔性、易于大面積制備,在圖像傳感、光學通信、生物醫療、便攜式電子設備、柔性可穿戴光電子産品等領域具有巨大的潛在應用價值。然而,由于有機光敏材料載流子遷移率低、有效光吸收範圍窄,制約了高性能和寬光譜光探測器的實現。針對上述問題,本課題組通過器件結構設計和界面工程等方法研發了高性能和寬光譜響應的有機光探測器。主要研究方向包括:通過界面工程方法提升Ph-OFET溝道層的載流子遷移率和光敏層的光吸收;通過器件結構設計和活性層組分調控實現高性能寬光譜響應Ph-OFET;通過優化活性層薄膜結晶性和成膜質量增強OPDs光敏性能。
代表性文章:
1.F. Huang, Y. Li, H. Xia, J. Zhang, K. Xu, Y. Peng*, G. Liu*,Towards high performance broad spectral response fullerene based photosensitive organic field-effect transistors with tricomponent bulk heterojunctions,Carbon, 2017, 118, 666-674.
2.F. Huang, X. Wang, K. Xu, Y. Liang, Y. Peng*, G. Liu*, Broadband organic phototransistor with high photoresponse from ultraviolet to near-infrared realized via synergistic effect of trilayer heterostructure,Journal of Materials Chemistry C, 2018, 6(32), 8804-8811.
3.F. Huang, Y. Peng*, G. Liu*, Toward ultrahigh sensitivity and UV-Vis-NIR broadband response of organolead halide perovskite/tin-phthalocyanine heterostructured photodetectors,The Journal of Physical Chemistry C, 2019, 123(17), 11073-11080.
4.F. Huang, Y. Peng*, K. Xu, W. Lv, S. Xu, Y. Wang, Y. Tang, Y. Wei, Y. Yang, G. Liu*, Simultaneous determination of built-in voltage and charge carrier mobility in organic diodes from light intensity dependent current–voltage characteristics,Journal of Physics D: Applied Physics, 2017, 50(20), 205106.
5.F. Huang, Y. Li, K. Xu, W. Lv, S. Xu, Y. Peng*, Y. Wang, G. Liu*, Improved performance of lead phthalocyanine phototransistor by template inducing effect based on optimized-thickness copper phthalocyanine layers,Synthetic Metals, 2017, 234, 100-105.