二维有机材料在光电领域的应用

自石墨烯被发现以来，二维晶体材料由于其厚度达到了原子级尺度和具有独特的光电属性一直处于研究领域的前沿。高质量的二维晶体不仅有利于探索二维极限下新奇的物理现象，而且在光电子器件应用领域展现了诸多新奇的应用和光明的前景。近年来，六方氮化硼、过渡族金属硫化物、黑磷等二维材料陆续被发现并得到了快速发展，极大地拓展了二维材料的应用范围。但在未来二维材料的发展的过程中，仍有一些挑战需要解决：i）继续开发新的二维材料和结构，进而产生新的物理、化学、机械和光电子特性；ii）利用溶液加工、印刷等方法制备大面积、低成本和柔性二维光电子器件。

二维有机材料在应对上述挑战时展现了独特的优势。例如，有机分子具有可设计、可裁剪的属性，原理上可以实现二维材料的自由设计，进而极大丰富了二维材料家族的数量。有机小分子之间通过非共价键作用连接，具有优异的自组装能力，从而可以使用溶液、打印等方法实现大面积高质量二维晶体的制备。而且，有机材料还具有本征柔性、低成本、质量轻等众多优点。基于此，有机二维材料在光电器件领域的应用同样具有光明的前景，但是，到目前为止还缺少关于这一领域的系统总结。

近日，天津大学胡文平（点击查看介绍）研究团队在Advanced Materials 上发表了题为“2D organic materials for optoelectronic applications”的综述，分别对大面积二维有机材料的制备，有机晶态材料的图案化，及其在电子和光电子器件领域的应用进行了详细的阐述。

首先，作者在文章中系统总结了二维有机小分子、聚合物晶态薄膜的制备方法，并对这些方法的优势和劣势进行了梳理和展望。随后，作者详细讨论了二维晶态薄膜的图案化技术，活性层区域的图案化和阵列化是实现大面积集成器件的必要途径，作者从模板辅助策略和衬底辅助策略两个角度对现有有机晶体的图案化技术进行了介绍。最后，作者讨论了有机二维材料在光电子器件中独特的物理机制和操作机理，并总结了其在晶体管、光探测器、传感器等光电子器件领域的研究进展和发展前景。

该论文作者为：Fangxu Yang, Shanshan Cheng, Xiaotao Zhang, Xiaochen Ren*, Rongjin Li, Huanli Dong, Wenping Hu*

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2D Organic Materials for Optoelectronic Applications

Adv. Mater., 2018, 30, 1702415, DOI: 10.1002/adma.201702415

导师介绍

胡文平

http://www.x-mol.com/university/faculty/26829