有机功能材料与器件ppt课件.pptx

有机功能材料与器件FunctionalOrganicMaterials2011Wolfprizewinner.,34,FlexibleProducts,Background,35,Wearabletechnology-WearableComputer,36,SmartTechnology,SmartBuildingandCar,37,ArtificialSkin-SensorsandActuators,38,RoboticsandRoy,Kirobo和Mirata一样，都拥有语音识别能力、自然语言处理能力、速度合成系统和面部识别能力，具备逼真的肢体语言。它们将参与到世界上首次人和机器人之间的太空对话试验，另外也能在地球上和孩子一起互动。,39,TypeofDeviceorCellinTermsofFunction,信息器件-InformationDevices信息显示、处理、传输、计算、逻辑、存储器件能源器件-EnergyDevices电池、电力器件、电容器医疗器件-MedicalDevices成像、Bio-Chip、Micro-fluidicdevices控制器件-ControlDevices高灵敏电阻、传感器、执行器、MENS、电机,40,Device,Equipment,Machine,广义的器件，包括设备与机器！,41,有机电子信息显示,OLED革命性产品2020年将带动相关产业产值逾万亿美元,曲面OLED电视,柔性OLED手机屏,OLED固体照明,42,IConPapers,ElectronicsonPaperFlexiblee-paper-PrintedElectronics,43,Current,prototypicalandemergingmemorytechnologiesChallengeininformationstorage:Storagedensity,Memorywriting/erasingrate,Energyconsumption,Stability(Retention/WRERcycle),Cost,Scale,MemoryTechnologies,NAND,NOR,MRAM,Current,Prototypical,Emerging,FeRAM,PRAM,RRAM,Molecular,Polymer,EvolutionofMemoryTechnologies,MRAM,PRAM,RRAM,NAND,44,光伏电池,第一代,第二代,第三代,效率低寿命较短,高效、低成本、环境友好是太阳能电池发展的趋势！,45,什么是器件-DeviceorCell,一个单元，有输入与输出，能够具有一定的功能一个器件如同一个细胞，即人造细胞基本分类：从功能角度分类、从输入分类、从结构分类,46,Basiclandscapesoforganicdevices,Function-organics-materials-devices,47,器件原理分类,光、电、磁、声、机械、离子、粒子等单一输入和多层次输入。电子信息时代-电子器件全光逻辑与光子时代-Lasing、opticalamplify离子器件-Lithiumbatteries有缘器件与无源器件电子器件与光子器件的差别,48,量子器件与量子计算,49,IntegratedQuantumPhotonics,无源量子光学器件以及集成电路,50,Chemicalcellordevices,Achemicalcellconvertschemicalenergyintoelectricalenergy.Mostbatteriesarechemicalcells.Achemicalreactiontakesplaceinsidethebatteryandcauseselectriccurrenttoflow.Therearetwomaintypesofbatteries-thosethatarerechargeableandthosethatarenot.,51,器件结构分类,以电子学为例子，从真空器件、液体和固体器件、到薄膜器件、到纤维器件、到微纳器件,52,FiberDevices,53,不同材料类型的器件,无机、碳纳米、有机/聚合物、生物,54,钙钛矿型太阳电池（PSSC）起源,DSSC,OPV,PSSC,全固态太阳电池,55,Worldsfirstall-carbonsolarcell,全碳太阳能电池器件,56,Organic/Polymer(Opto)Electronics,Solidlighting,OLEDdisplays,Photovoltaic,OrganicLasers,LG55寸OLED,Biosensors,Flashmemory,57,器件工艺方法,器件集成工艺的变革是信息时代的关键从真空工艺到湿法加工工艺从光刻工艺、激光直写技术、印刷技术、自组装方法,58,DepositionFossilfuelsandbiomass在高温焦油中的芴约含1.0-2.0%。从洗油馏分中切取290-310的芴馏分段，用相当于115块理论塔板的蒸馏塔进行精密分馏，回流比为15：1，切取292-302窄馏分。通过冷却，结晶，离心分离，得到粗芴，再用1：25的苯或二甲苯重结晶，则得工业芴。将工业芴溶于苯中，用40%的硫酸洗涤，再经中和水洗，脱溶，将芴重新蒸馏，馏出物用汽油和乙醇重结晶，得纯度为95%的纯芴。芴是一种有机物，用于制医药（制造抗痉挛药、镇静药，镇痛药，降血压药）、染料（代替蒽醌合成阴丹士林染料）；合成杀虫剂、除草剂；制抗冲击有机玻璃和芴醛树脂；用作湿润剂、洗涤剂、液体闪光剂、消毒剂等。用作有机合成原料；可制成三硝基芴酮，用于静电复印；合成芳基透明尼龙。粗芴的本芴醇洗油中芴和氧芴的提取，Questionishowtopraparefluorenesfrombiomass！,90,Basicpathwayforcarbonatoms,Chemistry-AdvancedMaterials-ElectronicDevices,91,分子与有机分子,原子的networks就是分子，其中连接线代表了共价键，当原子为碳时可以称为有机分子！,92,芳烃分子-有机半导体分子,芳烃与杂芳烃分子类高迁移率分子材料,93,Fluoreneanditsnumerousanddiversebuildingblocks,CMSOD,Fluorenehavenaturetoextendinvariousdirectionsduetothesp3hybrizedcarbon,94,有机分子的四元结构,受邀在ProgressinPolymerScience撰写综述，系统阐述了有机半导体的四元设计理念。,ProgressinPolymerScience,Prog.Polym.Sci.2012,37,1192,95,CovalentbondVSNon-covalentforces,Table1.1:Thestrengthofnon-covalentforcescomparedwiththatofthecovalentbond.32b,96,有机、聚合物半导体设计基本框架,框架包括11个重要的节点；包含原子、聚合物链、薄膜与器件四个层次；聚合物半导体的四元设计,XieL-H,HuangW.etal.ProgPolymSci2012,37,11921264,97,有机材料的分子设计,分子设计：不同于分子合成，强调有目的的针对特性的合成，强调设计依据，分子结构与材料参数的关系。Bottop-updesign:有机、聚合物半导体的“四元”设计原理合成工具：有机合成及其分子制造,问题：什么分子结构是好的？,98,99,Summary,一种四元图景系统结构的构建方法FOM&D的开放框架碳的多样性、多功能、四种基本类型利用有机合成工具来开展分子设计,100,SummaryII,（1）知识点一：碳素的分形与系统（2）知识点二：有机分子：原子与共价键（3）知识点三：有机分子的四元结构（4）知识点四：有机合成及其分子制造教学基本要求：理解自然科学与哲学的关系，学会从事物的本质出发思考问题，掌握自由度与物质坐标思维模式的概念，建立宇宙第一图景物质尺寸图景，能够运用基本认识论建立有机功能材料与器件课程的内容概要即从原子层次到宏观系统的过程与多态。掌握有机材料与无机材料之间的多层次多尺度不同，重点记忆有机材料的个性。一般了解有机功能材料与器件的研究范畴，与其它课程的关系以及在整个科学中位置，同时了解有机功能材料与器件在科学之外的与工程技术以及产业生产和人类生活之间的联系，理解其课程的重要性。,101,布置作业,实践：利用Google或百度来了解分形数学，下载有机功能材料与器件orFunctionalOrganicMaterials&