化学所董焕丽课题组：在有机发光场效应晶体管材料与器件方面取得新进展

近年来，在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，化学研究所有机固体实验室董焕丽课题组在OLET材料开发及器件构筑等方面开展了深入研究，提出了创新性的分子设计思想，突破了高迁移率和强荧光难以集成的科学瓶颈，发展了系列高迁移率发光有机半导体材料（ Nat. Commun. 2015, 6, 10032; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9403; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 14902），初步实现了高性能OLET器件的构筑（ Adv. Mater. 2019, 31, 1903175; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6332; Nanoscale. 2020, 12, 18371等），并在近期两篇综述文章中对OLET器件领域的研究新方向、机遇和挑战进行了总结和评述（ Adv. Mater. 2021, DOI: 10.1002/adma.202100704; Adv. Mater. 2021, 33, 2007149）。

最近，该课题组与合作者通过对前期发展的高迁移率激光半导体材料2,7-二苯基芴分子（LD-1）的组装行为进行系统调控和优化发现，在合适的组装条件下（包括溶液法和物理气相传输法），可以获得一种具有结晶诱导荧光增强的高质量微纳米线LD-1晶体，其荧光量子产率高达80%，同时该晶体还展现了良好的载流子传输特性（0.08 cm2 V-1 s-1）和特征的法布里珀罗（FP）谐振腔的激光特性（阈值为86 μJ cm-2、品质因子为2400）。基于该微纳米线晶体优异的光电综合性能，他们进一步以LD-1微纳线晶体作为OLET活性层，通过采用高功涵的金/三氧化钼作为空穴注入层和低功涵的铝/碳酸铯作为电子注入层构筑了单根LD-1微纳米线的不对称OLET器件。在源漏电压和栅压的驱动下，空穴和电子分别从器件的高低功函两个电极进行注入和传输，并在LD-1微纳米线中进行复合发光，其电致发光光谱的发射峰为421 nm，为深蓝色发光，色坐标为（0.18 0.09），与光致发光光谱具有很好的吻合（图1）。