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廖良生教授课题组近期相继在Nature子刊上发表有机光电科研论文

发布时间:2020-07-21浏览次数:17

202067两月,功能纳米与软物质研究院廖良生教授课题组喜报频传,一系列合作科研成果相继在国际顶级期刊上发表。

亮点工作一:发展了一种构建高效发光分子的全新方式(相关成果已在Nature Materials上发表)

有机热活化延迟发光(TADF)材料是目前有机发光二极管(OLED)研究的热点和难点。围绕如何设计高效TADF材料,廖良生教授、蒋佐权教授联合剑桥大学卡文迪许实验室崔林松博士、Richard Friend教授及课题组成员,发展了一种构建高效发光分子的全新方式。亦即提出了限域电荷转移(SCCT)新概念,并指出发光分子的设计,不仅要考虑功能基元的空间距离,更要通过基元之间的取向、位置和相互作用来增加其空间刚性。依据该原则所设计出来的新型发光分子,在OLED器件中普遍获得了极高的发光效率,其中天蓝色发光器件的最高外量子效率超过27%,远远高于相应对比器件的发光效率。这种全新的发光分子设计方式,突破了传统的分子设计理念和相关的技术专利封锁,为其它光电功能分子的设计以及OLED技术的发展带来了新的机遇。

论文信息:Xun Tang,# Lin-Song Cui,#,* Hong-Cheng Li,# Alexander J. Gillett, Florian Auras, Yang-Kun Qu, Cheng Zhong, Saul T. E. Jones, Zuo-Quan Jiang,* Richard H. Friend,* and Liang-Sheng Liao,* Highly efficient luminescence from space-confined charge-transfer emitters, Nature Materials (2020). https://doi.org/10.1038/s41563-020-0710-z


亮点工作二:制备了高效近红外OLED发光材料和器件(相关成果已在Nature Photonics上发表)

在近红外发光材料与器件的研究中,“能隙定律”是束缚发光效率的重要因素。当发光分子的能隙变窄并进入深红色或近红外区域时,由于单线态和三线态的振动弛豫加速,导致非辐射复合几率急剧增加,从而极大地降低了辐射复合几率,阻碍了这些发光分子的实际应用。廖良生教授与香港城市大学季昀教授、国立台湾大学周必泰教授等人合作,将激子理论纳入能隙定律公式,提出了一个半经验方法,亦即通过增加激子离域长度来分配重组能,以期显著增强近红外区域的荧光量子产率(PLQY),从而绕开“能隙定律”所设定的发光边界限制。他们利用一组有序J聚集的Pt(II)配合物,制备了高性能OLED器件,成功地进行了概念验证。这些配合物具有显著的近红外发射,当发光峰在866-960 nm范围内,PLQY高达5-12%;相应OLED器件的外量子效率超过2%,且不随工作电压的升高而降低。这一结果是近红外OLED近年来所取得的巨大进步之一。廖良生教授课题组的博士研究生胡云,是此文的共同第一作者。

论文信息:Yu-Chen Wei,# Sheng Fu Wang,# Yun Hu,# Liang-Sheng Liao,* Deng-Gao Chen, Kai-Hsin Chang, Chi-Wei Wang, Shih-Hung Liu, Wei-Hsiang Chan, Jia-Ling Liao, Wen-Yi Hung, Tsai-Hui Wang, Po-Ting Chen, Hsiu-Fu Hsu, Yun Chi,* Pi-Tai Chou,* Overcoming the energy gap law in near-infrared OLEDs by exciton–vibration decoupling, Nature Photonics (2020). https://www.nature.com/articles/s41566-020-0653-6


亮点工作三:制备了高效钙钛矿量子点发光材料和器件(相关成果已在Nature Nanotechnology上发表)

钙钛矿量子点作为一种新兴的发光材料,正在获得广泛关注。但目前研究主要集中在红色和绿色量子点材料上,而对蓝色钙钛矿量子点的研究仍然较少。除此之外,用于合成钙钛矿量子点的长链有机配体往往使得钙钛矿量子点具有较低的迁移率和导电性,进而影响其在二极管中的性能。因而开发一种可改善钙钛矿量子点材料导电性和迁移率的配体交换方法显得尤为重要。

廖良生教授课题组博士研究生王亚坤近年在加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授课题组进行合作交流期间,发现通过采用双壳结构,亦即阳离子作为与量子点结合的内壳、极性溶剂溶解阴离子作为进一步保护量子点的外壳,可以显著提高钙钛矿量子点的稳定性和迁移率。此方法制备的量子点的载流子迁移率可以超过0.01 cm2 V-1s-1,从而使得CsPbBr3量子点发光器件可在蓝光器件中实现12.3%的外量子效率,在绿光器件中实现22%的外量子效率。研究结果表明,这种钙钛矿量子点的新型制备和修饰方法有助于下一代LED器件的实际应用。

论文信息:Yitong Dong,# Ya-Kun Wang,# Fanglong Yuan,# Andrew Johnston, Yuan Liu, Dongxin Ma, Min-Jae Choi, Bin Chen, Mahshid Chekini, Se-Woong Baek, Laxmi Kishore Sagar, James Fan, Yi Hou, Mingjian Wu, Seungjin Lee, Bin Sun, Sjoerd Hoogland, Rafael Quintero-Bermudez, Hinako Ebe, Petar Todorovic, Filip Dinic, Peicheng Li, Hao Ting Kung, Makhsud I. Saidaminov, Eugenia Kumacheva, Erdmann Spiecker, Liang-Sheng Liao, Oleksandr Voznyy, Zheng-Hong Lu* & Edward H. Sargent,* Bipolar- shell resurfacing enables blue LEDs based on strongly-confined perovskite quantum dots, Nature Nanotechnology (2020). https://www.nature.com/articles/s41565-020-0714-5


廖良生教授课题组与加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授课题组合作的另一项关于高效钙钛矿蓝色发光器件的研究成果,近期也将在《Nature Communications》期刊上正式发表。

此外,2019年,课题组成员王照奎教授与西湖大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)杨阳教授课题组合作,共同在《Science》期刊上发表重要研究论文(Science 366, 1509, 2019)。这是FUNSOM作为通讯单位第二次在《Science》这一国际顶级学术期刊上发表论文。王照奎教授为该论文的共同通讯作者。


廖良生教授课题组简介:

廖良生 特聘教授 博士生导师、国家特聘专家

20093月起加盟千亿手机app下载

研究领域:有机半导体材料、器件和物理

主要成果和技术贡献:

-发表学术论文400多篇,SCI论文他引次数逾1万次(H-index = 54)。

-共获授权专利141项,其中获美国授权发明专利42项、中国授权发明专利51项、中国实用新型专利48项。发明了具有全有机连接层结构的叠层(TandemOLED;制备了高性能OLED微显示器、照明光源和汽车尾灯;主持设计和制造了中国第一条国产G2.5OLED蒸镀生产线,填补了国产OLED生产线空白。

-先后主持国家级科研项目9项。其中包括国家重点研发计划项目、国家“863”计划重大项目、国家自然科学基金重点项目和国家(地区)交流合作项目等。

-2007年获美国柯达公司“杰出发明人”奖;2009年入选江苏省“双创人才计划”;获苏州市2011年度十佳魅力科技人物入围奖;2013年起享受国务院特殊津贴;2015年被评为苏州市劳动模范。2017年获教育部技术发明二等奖。

-现被聘为江苏省自然科学基金委员会信息学科组专家、美国信息显示学会(SID)固态照明专业委员会委员、中国化学会有机固体专业委员会委员、美国《Applied Physics Letters》副主编。

课题组现有教授2名(蒋佐权、王照奎)、副教授1名(王雪东)、技术员1名(丁灵奕)、博士后3名、博士研究生10名、硕士研究生24名、以及本科实习生10名。


廖良生教授课题组链接: www.funsom.com