研究方向一： 针对宽禁带蓝光有机半导体载流子迁移率低、导电性差和稳定性差的问题，开发了超分子设计策略，提升了半导体导电率、稳定性和形变耐受性，将推动本征可拉伸半导体在柔性集成电路中的应用。
构建了多维度载流子传输通道，提升了蓝光半导体薄膜和器件的载流子传输效率和稳定性。申请人发展了超分子能带工程，精准调控电荷行为和能级结构，提升宽波段发光有机半导体薄膜的电导率（提升两个数量级）、界电常数和激子利用效率（提升三倍）（Light Sci. Appl., 2023, 12, 30. Natl. Sci. Rev., 2020. 7, 1906.），并通过构建多维π-电子传输通道，实现有机半导体分子内/间载流子的有效迁移，提高有机半导体薄膜的迁移率和导电性，制备高效稳定的发光二极管与集成器件（Adv. Mater., 2019, 31, 1804811. Adv. Sci., 2023, 10, 2205411.）。建立了本征柔性有机半导体的设计方法与性能评价机制，提升了柔性光电器件的形变稳定性。申请人指出动态结构有助于实现本征柔性与优异光电性质的有机统一（Adv. Mater. 2024, 10.1002/adma0202309779. Chem. Soc. Rev., 2024, Accepted. Chem, 2022, 8 (5), 1427. Sci. Bull., 2021, 66 (21), 2162.），建立了本征柔性半导体纳米薄膜的形变机制与量化评价方法（Research, 2020, 3405826.），提升了薄膜应变稳定性和光电性能，构建了具有本征可拉伸蓝光有机半导体及其发光二极管（Adv. Mater., 2023, 35, 2303923. Adv. Funct. Mater., 2022, 32 (5), 2106564.）。
研究方向二：针对半导体与光电器件制造工艺复杂苛刻的问题，发展了多级结构精准化调控策略，开发了低缺陷态的光敏有机半导体薄膜和晶体，实现了高性能、全谱带有机半导体光电器件的简便印刷制造。
利用本征独特流变性与电荷传输之间的调控规律，实现了有机半导体光电器件的印刷制造。半导体与光电器件的简便制造与高性能化一直是半导体与集成电路技术面临的关键性挑战，通过调控有机半导体的多级结构，提高宽禁带半导体（Eg>3.5 eV）紫光器件的效率（Nat. Commun., 2024, Accepted.），并提出了有机半导体本征流变策略实现光敏薄膜及其器件的印刷制造，简化了器件制造工艺，显著提升了有机半导体薄膜和器件的印刷制造均匀性和稳定性（Adv. Mater., 2019, 31, 1804811. CCS Chem., 2022, 4, 3529.）；创建了有机半导体多级结构有序化策略，提高了印刷光电器件性能和稳定性。申请人通过超快光谱技术揭示了缺陷态形成的分子机制，创建了多级结构有序化策略提升光电器件性能（Adv. Mater., 2024, 10.1002/adma.202301671. Chem, 2019, 5 (9), 2470.），抑制分子无序聚集缺陷态的形成、提升激子/载流子迁移效率（Adv. Funct. Mater., 2022, 32, 2206723. Adv. Funct. Mater., 2021, 31, 2105092.），实现了高性能、窄谱带、阵列型全可见光波段发光器件的印刷制造（Adv. Mater., 2024, Accepted. Adv. Mater. Technol., 2023, 8, 2300312.）。