有机功能材料与器件ppt课件.pptx

有机功能材料与器件 FunctionalOrganicMaterials Devices FOM D 1 OUTLINE IntroductionofCMSOD IAMBasicPictureforEveryoneandEverythingSociety Life Methodology KnowledgeFunctionalOrganicMaterials Devices FOM DFunction Organics Materials DevicesDifferencefromOrganicElectronicsBasicReferenceandRequirementsBasicPictureofOrganicMoleculesSummaryandAssignHomework 2 IntroductionofCMSOD IAM 3 自我介绍 CMSOD IAM团队 在科学研究方面 以分子制造 跨尺度化学 神经电子学 软机器人为核心研究方向在团队建设方面 我们是以黄维院士为大师引领 有我来主持工作的 共有12名老师组成的团体在平台建设方面依托重点实验室培养基和先进材料研究院以及材料科学与工程学院 建设超分子光电子平台 分子合成 纳米组装 高分子材料和有机器件四个部分 在人才培养方面 教学成果一等奖 小平创新团队 挑战杯一等奖在社会服务方面 在加上SFX商业化步伐 与试剂百灵威合作 4 CMSOD 重要进展 1 有机半导体共性问题之一 有机半导体分子设计的基础原理探索以及应用1 1 SFX basedOLEDs1 2 PVK PF basedPLEDsandPolymerMemory2 有机器件共性问题之二 溶液加工工艺方面探索及其水相加工技术3 有机器件共性问题之三 器件电极材料以及柔性器件 5 VIP评价 HighlightedbyNatureMaterialsandNature AsiaMaterials 以 可记忆的聚合物 为题 指出了解令海和他的同事论证了第一个基于构象转变的有机半导体非易失性闪存器件 6 NatureMaterials研究亮点 6 有机纳米片及其绿色水相薄膜工艺 水相加工方法 基于二维纳米片的高质量薄膜 实现了WORM 一次写入多次读取 型电存储 为有机电存储器件的环境友好工艺提供一条全新 有效的途径 Adv Mater 2013doi 10 1002 adma 201301280 Frontispieces 7 www advmat de 7 8 尝试螺环芳烃 SAH 写入教材 有机化学 孔祥文 陈平 解令海 朱佩珣 化学工业出版社 2010年2月 ISBN 978 7 122 07037 1 有机化学 教材获 国家十二五规划教材 9 人才培养的成果 林进义博士及其小平团队 10 SFX及其OLED材料中试研发 SFX及其OLED材料形成公开十余项专利 目前SFX正在江苏方圆环球显示技术 盐城 有限公司中试研发 11 BasicPictureforeveryoneandeverything Society life methodology knowledge 12 Passion Curiosity Excellence Integrity Whydoourschoolsalwaysfailtonurtureoutstandingtalents QianXuesen sQuestion ThechanceinCHINA 13 BasicPictureforEveryone 南邮与信息时代 硬件 操作软件 应用软件 业务Society文明 宗教 哲学 科学 技术 经济Life无米之炊 一盘散沙 宏伟蓝图 梦想成真Methodology自然辩证法到自由王国KnowledgeSFX 材料系统 画象人生 点 球波粒二象性 分形与四元结构 14 SFX 方法论 人生观 价值观 知识点 SFXinOrganicElectronics方法论 一个实践的总结 偶然反应 其他现象 规律的发现 自然之道人生观 二分法 成功与失败的教训总结 劣势翻转之人才价值观 Service是你的价值 contribution是你的荣誉 社会框架 2014 07 19清晨于青岛 解令海 科技道德行于天下 文化 15 NextGenerationScienceStandards http www nextgenscience org E XLH 2014 NJ XIE Society 001 教学成果奖002 NextGenerationScienceStandards NGSSTherearethreewaystoviewthestandards ViewtheNGSSinDisciplinaryCoreIdea DCI ArrangementsViewtheNGSSinTopicArrangementsViewandSearchtheNGSSperformanceexpectationsindividuallyTheNGSSarecomposedofthethreedimensionsfromtheNRCFramework Clickonthelinkstotheleftandseethevideosbelowtolearnmoreaboutthestandards ConceptualShiftsintheNextGenerationScienceStandards 16 Self similarEpistemology Startingfrommathematics 17 SocialNetworks 18 当今科学研究与原始创新模式 从一个技术中学习知识点 方法论 人生观 社会价值 然后回到自然科学起点 尝试建立一个小的原始点 不断把握机会 形成一项新技术 实现原始创新 19 20 ChemistryoftheDevices 化学的研究对象是微观的分子从宏观角度 研究对象也在发生在变化气体 溶液 固体 薄膜器件一个新的分支为器件化学 ChemistryoftheCellProgrammeoverviewBachelorlevelcourse FulltimeCode MOBA0215creditsLundCampusStudyperiod 03Nov2014 18Jan2015 21 FunctionalOrganicMaterials Devices FOM D 22 Outline FOM D WHYShouldYouLearnFOM DMaterialsandinformationWhatdoFOM DconsistsofBasicrelationwithothercourseThebasiccoursesforFOM DBasicrequirementandothers 23 InformationAge BigData EverythingisEverywhereCloud SocialServicePlatform MobileBoundarylessWorkplace 24 后摩尔时代IC的挑战与机遇 Howtochallengebynanotechnologyandorganicsystems 25 Energyissues 能源战略 清洁能源 能源安全 清洁能源是国家发展的战略需求 调整能源结构 向 雾霾 宣战 新一届国家能源委员会首次会议 2014年4月18日 26 历史2009预测 能源需求总量 quadrillionBtu http www eia doe gov oiaf ieo index html 中国能源需求急剧攀升 已超美国 Energy 需求 27 水利发电 风能发电 潮汐发电 核能发电 太阳能发电 发展太阳能发电技术是解决未来能源问题的最佳方案 Energy 清洁能源 28 HealthandMedicine 疾病早期诊断 远程医疗 靶向药物治疗 病人看护 29 国防安全andClimatechange 30 Carbon Plasticelectronicsin21stCentury Inthe21stcentury carbonbecomeakeyelementfortheapplicationofinformationtechnology 31 ProgressinPolymerScience综述文章转载 32 32 在21世纪 碳成为重要的信息技术载体 如果能把握机会将重现曾经美国硅谷辉煌历程 33 AMOLEDforcellularphone 技术优势 自主发光 颜色丰富低工作电压 5 10V 低功耗超薄 m级 大面积 宽视角响应速度快 图像逼真OLEDhavealreadybeencommercializedTheSamsungGalaxySII withaSuperAMOLEDPlusscreen C W Tangetal Organicelectroluminescencediode ApplPhysLett1987 51 913 2011Wolfprizewinner 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 World sfirstall 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 Deposition PatterningforOLEDs Solutionprintinghavemoreadvantagesthanothers 59 OLEDVSPLEDs 60 Organic polymerSemiconductors Processing Evaporation smallmolecules Solutionprocessing polymers 61 Printedelectronics atypicalbottom upprocedurestoinformationsystems 62 PrintedElectronics 63 FrederikC Krebs M hlethalstrasse69 4800Zofingen Switzerland Phone 41627515727 Fax 41627518502Slot DieCoatingofaHighPerformanceCopolymerinaReadilyScalableRollProcessforPolymerSolarCells 64 IntegrationProcedure 集成工艺 电路设计与仿真 设备评价与测试 65 Conceptandstructureoftheuser interactivee skin system on plastic 66 EvaluationofDevices 半导体参数仪和探针台 67 超净实验室 多功能薄膜制备系统 喷墨打印机 68 与有机电子课程之间联系 69 Electrons organics 格物致理 有机电子学中心任务描述电子如何在半导体 界面极其器件中运动及其规律 70 Energyleveldiagramoforganicdevices Deviceperformancecanbeguidebytheenergyleveldiagraminorganiclight emittingdevices Organicphotovoltaic Organictransistors 71 JablonskiDiagram 雅布隆斯基图 todescribeluminescence 72 微结构与器件性能的关系 Molecularpackingeffectonmobilityandoutcoupling 73 Fig 2Lengthscalesandstructures architecturesinsyntheticandnaturalsystemsofincreasingcomplexity 74 器件中微纳结构表征 通过x射线光电子能谱 拉曼光谱等多技术联用 认知薄膜的表面形貌 结晶形态 结构缺陷等微结构信息 75 材料表征仪器 核磁波谱仪 材料表征实验室 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 瞬态 稳态光谱仪 76 FOM D 课程设置 第一课 绪论与有机物概述第二课 有机导电材料第三课 有机电子器件第四课 有机光子器件第五课 有机离子材料与器件第六课 有机机械器件第七课 有机器件系统及其集成第八课 有机光电功能材料的合成方法与技术第九课 碳纳米材料与有机纳米材料 77 FOM D 课题内容 第一 功能材料概述第二 结构性能关系第三 器件制备方法第四 器件性能参数第四 器件表征方法第五 器件集成工艺 78 FOM D 教材 BasicReferenceandRequirements贺庆国 胡文平 白凤莲 分子材料与薄膜器件 化学工业出版社 2011 79 FOM D 主要参考书 1 薛增泉 分子电子学 北京大学出版社 2005 2 刘东志 功能性染料导论 天津 科技翻译出版公司 1996 3 吴世康 汪鹏飞 有机电子学导论 化学工业出版社 2010 4 闫东航 王海波 杜宝勋 有机半导体异质结导论 科学出版社 2008 5 黄春辉 李富友 黄岩谊 光电功能超薄膜 北京 北京大学出版社 2001 6 黄春辉 李富友 黄维 有机电致发光材料与器件导论 复旦大学出版社 2005 7 陈金鑫 黄孝文 OLED有机电致发光材料与器件 清华大学出版社 2007 8 黄维 密保秀 高志强 有机电子学导论 科学出版社 2011 9 孔祥文 陈平 解令海 朱佩珣 有机化学 化学工业出版社 2010 09 ISBN 9787122070371 80 有机功能材料与器件其他参考书 81 ComplexMacromolecularArchitectures 82 Requirement 与基础课的关系 83 BasicPictureofOrganicMolecules Advantages Challenge 84 碳和有机分子 碳素的分形与系统有机分子 原子与共价键有机分子的四元结构有机合成及其分子制造 85 TheFourMajorTypesofMacromoleculesFoundinLivingCells 86 Naturalandsyntheticpolymers Fig 1Structuresofnaturalandsyntheticpolymers Monomerunits a i canbeassembledintodefined b orrandom ii sequences Furthercomplexityispossibleviaregionsofself complementarityasint RNA c orinblockcopolymers iii Cross linkingofpolymerchainsoccursinbothnaturalpolymersviaS Slinksinproteins d orinnetworkpolymers iv Combinationsofblockswithcomplexarchitecturescanbefoundinglycoproteins e anddendrimers v 87 Nanocarbon basedelectronics CNTandGraphene 88 BiomassforOrganics Biomassenergy BiomasselectricityBioenergyProductionbyAnaerobicDigestionDiscussion CleanTech Solar InducedFuelCellConvertsBiomasstoElectricity 89 Thehistoryoffluorenes Diphenylenemethane Fossilfuelsandbiomass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 Pr