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中南大学孙佳课题组在异质结光电器件领域取得

来源:未知 2019-03-30

本网讯  近日,国际知名期刊《Advanced Materials》(IF=21.95)发表了我校物理与电子学院孙佳副教授课题组在异质结光电器件领域方面的综述论文。

在中南大学超微结构与超快过程湖南省重点实验室平台的支撑下,孙佳副教授长期致力于异质结光电器件的研究工作。课题组通过弱外延生长制备出高质量的高有序有机异质结,如p-6P/CuPc,p-6P/VOPc等。采用扫描探针显微镜深入揭示载流子传输与晶粒尺寸、取向和畴界的关系(Journal of Physical Chemistry C, 2015,119, 14965)。在此基础上,将弱外延生长的高质量有机异质结薄膜应用于制备高性能光电器件,获得具有高迁移率和高稳定性的p-6P/CuPc晶体管(Synthetic Metals, 2015,210, 336)。同时构筑了高响应度和光暗电流比的p-6P/CuPc光敏晶体管,与无序CuPc薄膜相比,其性能参数提高了2个数量级(Advanced Functional Materials, 2017,27, 160493 (Back Cover))。此外,课题组还研制了具有高性能光电存储的p-6P/VOPc晶体管器件,在紫外光脉冲刺激下器件光电流维持超过5000s,并且实现了多级存储功能(ACS Photonics, 2017,4, 2573)。

在异质结突触器件方面,孙佳副教授与韩国成均馆大学Jeong Ho Cho教授课题组合作成功研制了In-Ga-Zn-O/烷基化石墨烯氧化物异质结构的浮栅晶体管,施加光电脉冲模拟出了人脑中突触的基本功能。同时构建了基于此类器件的神经网络,利用软件编程验证了神经网络对手写数字数据集(MNIST)的识别率(Advanced Functional Materials, 2018,21,1804397)。通过异质构筑实现光电神经形态器件与网络,有望为一下代高效类脑芯片以及处理器提供新的思路和启示。

基于自身在异质结光电器件的研究基础以及长时间在该领域的累积,孙佳副教授以第一作者在国际权威SCI期刊(Advanced Materials,2019,DOI: 10.1002/adma.201803831)上发表题为“2D–Organic Hybrid Heterostructures for Optoelectronic Applications”的综述论文,全面阐述了有机/二维材料异质结的制备、物理特性及其光电器件应用的最新进展,并对有机/二维材料异质结突触器件的设计思路进行了前瞻性讨论。这些研究结果将为制备高性能光电子器件提供重要的理论支撑和技术参考,有利于推动新型异质结光电器件的应用进程。

课题组部分研究工作得到了国家自然科学基金重点项目(11334014)、面上项目(51673214)、青年项目(61306085,51203192)以及湖南省自然科学基金经费(2018JJ3679)的支持。



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