分子材料与器件

分子材料和器件主要探讨共轭有机、高分子的设计、合成,研究其聚集态结构、分子之间相互作用,光电磁物理性质及相关现象,制备器件并研究其性能,是多学科交叉前沿研究领域。该领域发展迅速,取得了许多重要突破,但仍然蕴藏着重要创新机遇。经过几代人的努力,我国在该领域已有很好的研究基础,已经占有一席之地。     

功能pi-体系的分子工程

pi-分子是指分子中碳原子通过sp²或sp键合方式相互连接或与杂原子连接,形成离域轨道的有机分子。pi-分子的合成、反应以及芳香性等性质研究一直是化学科学的核心内容之一。对pi-分子的研究也为其他学科发展带来新的机遇。pi-分子体系在信息、能源、生命等诸多领域的广泛应用,催生和促进了有机光电功能材料与器件研究领域的发展。pi-体系可以实现光电转换、电光转换、热电转换、分子荧光、化学信号响应,因此催生了基于pi-体系的有机光伏器件（OPV）、有机发光二极管（OLED）、有机场效应管（OFET）、生物/化学荧光检测及荧光成像器件等。更为关键的是,pi-分子材料可以通过分子设计、分子剪裁和分子组装,调控其结构与性能,实现器件功能的多元化。采用pi-分子材料,可通过打印、印刷等方法制造大面积的柔性器件。功能pi-分子这些独特的优势与特点决定了基于pi-分子的有机与大面积电子学是硅电子学建立以来的另一重大事件。pi-分子体系的分子工程研究涉及到化学、物理、材料、半导体、微电子等多个学科,是具有前瞻性、探索性、交叉性和重大应用前景的基础研究领域。我国在该领域的研究中已取得了一些重要成果,研究水平与国际基本同步,目前正处在一个即将取得突破的关键时期,亟需多学科、建制化的科研组织模式。     

浅谈分子器件的研究发展

最近十几年来,分子器件由于其诱人的应用前景已经成为了国际科技界竞争最为激烈的研究领域之一,这也使得分子器件领域在过去短短的时间里取得了很多优秀的研究成果。本文主要对分子器件的概念,以及分子器件研究中一些重要的实验和理论进展进行了简要的概括。     

功能材料的可控组装、聚集态结构和性能研究取得系列进展

化学所有机固体院重点实验室的研究人员,发展了一种基于无机／有机功能材料的同态超分子体系,在无机一有机界面形成“分子口袋”,通过界面问强烈作用达到高选性分离富集驼分子,相关的研究结果发表在Angew．Chern．Int．Ed．上。该研究通过分子设计,在无机／有机界面形成高活性表面,成功的产生在俩个独立体系不可能产生的新功能,证明了无机／有机异质结构作为关键材料在光电、信息和生命等高技术研究领域的潜在应用价值。     

国家重大科学工程LAMOST喜获首条天体光谱

寡聚噻吩既是制备高性能纳米器件的重要功能有机分子，义可用作模型化合物来研究有机电子传输的基本问题，因而其组装行为和单分子性质研究受到了广泛关注。化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室的研究小组，近年来系统研究了寡聚噻吩分子的组装规律和组装结构。利用高分辨扫描隧道技术（STM），发现寡聚噻吩分子不仅本身可以形成稳定的组装结构，     

表界面分子自组装与调控

表界面分子自组装与调控是分子科学研究的前沿课题之一。研究表界面分子组装与调控有助于深入理解对分子吸附、分子间相互作用和吸附组装结构等科学问题,有助于发展新型纳米材料,制备新型纳米器件。本文以本课题组近年研究工作为主,介绍利用扫描隧道显微技术研究固体表面分子吸附组装以及如何调控分子组装结构的部分结果,包括分子吸附,主客体分子组装,组装结构调控等内容,并分析展望了该研究领域的发展趋势。     

器件材料

可逆单分子光电子开关器件北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组联合美国宾夕法尼亚大学Abraham Nitzan教授课题组、北京大学信息科学技术学院徐洪起教授课题组及其他合作者,利用二芳烯分子为功能中心、石墨烯为电极成功实现了可逆单分子光电子开关器件的构建,该研究成果于发表于《科学》杂志。利用单个分子构建电子器件有希望突破目前半导体器件微小化发展中的瓶颈,其中实现可控的单分子电子开关功能是验证分子能否作为核心组件应用到电子器件中的关键步骤。     

超分子科学研究进展

超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学,在与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学与技术等其它学科的交叉融合中,超分子化学已发展成了超分子科学,被认为是21世纪新概念和高技术的重要源头之一。本文介绍了近几年超分子科学研究中的热点和基本问题,愿为我国超分子科学的研究提供参考。     

成功研制多比特有机场效应晶体管存储器件

有机场效应晶体管存储器件研究是有机存储器件重要的研究方向之一,它不仅具有晶体管的开关功能同时还能够存储信息。化学所有机固体院重点实验室科研人员成功研制了多比特有机场效应晶体管器件。他们巧妙地将光辅助效应和聚合物修饰场效应晶体管结构相结合,探索出实现有机场效应晶体管的多比特存储的光电工艺过程。     

分子与塑料电子学与光子学——香山科学会议第226次学术讨论会综述

分子与塑料电子学与光子学是多学科交叉前沿领域。其研究目标是利用有机分子、高分子等相关材料，研究与开发具有极快响应速度、极大信息容量和极高转换效率的新型材料与器件，在信息科学与技术领域推动新的发展。     

单分子操纵与调控

由于具备在空间和能量尺度的高分辨表征能力以及纳米局域探针特点,扫描隧道显微术已经成为近年来对单分子体系进行空间、结构操纵和物理、化学性质调控的重要工具。它可以操纵单分子及其组元在材料表面进行各种运动模式乃至化学反应,并通过电致等外场效应调节单分子体系的量子态,从而在新型材料探索、纳米器件设计、化学反应机理研究与控制等领域具有极大的应用潜力。     

关于分子器件的研究

分子电子学和分子器件的研究是当前最活跃的前沿科学之一，在最近的二十几年中取得了令人瞩目的成就，本文对这一学科的发展给予了简要的评析和展望。     

新型含氮、硫、氧配体及其超分子化合物的设计合成

以结构化学指导新型金属 有机纳米器件的合理合成和物理性能研究,探索它们的自组装规律,共设计合成了 1 2个含N、S及COO- 基团的具有不同对称性和立体选择性的新颖大骨架多官能团柔性配体,以及由它们与金属离子自组装合成了 1 8个新型金属 有机纳米笼、纳米管和配位聚合物,开辟了一条合成金属 有机纳米器件的新途经。其中,一个具有Oh对称的金属纳米笼,笼内体积超过 1 0 0 0 A3,可以同时容纳多种离子和小分子,是目前已测定单晶结构的金属纳米笼中容量最大的一个。而用金属离子把纳米管串联成的金属 有机纳米管则是国际上首例报道的结构有序无机 有机纳米管阵列;并创新性的采用低温溶剂热法合成了一个新颖的具有半导体和顺磁性质的Ni 巯基嘧啶二维层状聚合物和两个二维折叠格子状化合物;另外,用巯基嘧啶作为难溶盐CuCN的溶解模板,得到了国际上首例六角形CuCN大环化合物和另外一个新颖的类石墨层状CuCN化合物.　　过渡金属与多官能团配体通过配位键来驱动和引导自组装,形成具有均一尺寸和特定形状的金属 有机纳米器件,是当今化学与材料领域研究的前沿之一。而通过设计合成具有特定对称性和立体选择性的有机配体,并把它们与金属离子自组装形成具有纳米尺寸和特殊功能的纳米球和纳米管,更是在纳米科技、     

谢毅

<正>谢毅教授主要从事无机固体化学研究,她是我国化学研究领域领军科学家之一,在纳米固体化学研究领域方面完成了多项开拓性工作,在国内外形成重要影响。谢毅院士为人师表、工作勤奋、关心青年人成长,她善于组织团队攻克重大科学难题;其做人低调、作风朴实,她作为中国女科技工作者协会会员,堪称科技女性中的精英。     

微生物成烃的分子有机地球化学研究

地球科学、生命科学、化学、物理学等多学科交叉和渗透,以及从分子水平和机理上探索生化大分子转化成烃类等有机分子的规律,是现代有机地球化学的发展趋势。我国在新的生物标志化合物的检出、结构确定和应用,藻类等微生物热模拟成烃实验的分子演化分析,生物化学降解,低熟原油成因及分子演化研究等方面取得许多重要成果,反映了我国分子有机地球化学研究的进展和良好势头。开展微生物成烃的分子有机地球化学分析,即从分子水平上跟踪细胞中的生物化学大分子向有机大分子的转变和演化,再结合和对比原油和生油岩的有机地球化学分析结果,不但可以为认识原油和生油岩有机质中生物标志化合物的来源和演化提供基础,也可为判识油气藏的母质来源、生物输入模式、热演化趋势及成熟度、油源对比和成烃机理等提供依据。     

中国科大制成新型单分子整流器

日前，中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室在富勒烯单分子研究中又获重要进展。他们成功将富勒烯单分子中的一个碳原子用氮原子取代，并利用单电子隧穿效应，成功研制成仅由一个分子组成的新型单分子整流器。该分子器件有着和传统单分子整流器不同的工作原理，在重复性和可控性方面有着明显的优势。这是他们继用单分子操纵手段实现由两个富勒烯分子构成负微分电导二极管后，所取得的又一重要研究进展。     

新型器件及其超薄层异质外延材料和表面、界面研究

随着分子束外延(MBE)、化学束外延(CBE)以及金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)等超薄层生长技术的发展,人们已经成功地生长出原子级厚度和原子级平整的优质异质结构外延材料。以此为基础,研制成功多种新一代半导体光电子和微电子器件,如:量子阱激光器、高电子迁移率晶体管(HEMT)和异质结双极晶晶体管(HBT)等。这些器件不仅大大促进了国防电子工程技术的发展(如雷达、导弹),而且在超高速计算机、卫星通讯和电视接收等方面也有重要应用。超薄层外延材料具有许多新颖的物理特性,已成为凝聚态物理研究前沿领域之一。随着器件尺寸的减小,表面和界面效应越来越突出,并严重影响器件性能。因此,利用现代表面分析技术,从原子尺度上了解超薄层材料生长机理,及器件表面和界面的物理特性,有利于新型材料和器件的发展。三年来,我们在此领域做了许多深入研究,取得了一批具有较高学术价值和应用价值的研究成果。     

人工合成塑料可控降解技术研究 ——中国科学院山西煤炭化学研究所山西省生物炼制 工程技术中心主任侯相林研究员

废弃高分子材料及高分子器件加工过程中的边角料是重要的固体污染源之一,特别是含有杂原子的人工合成有机高分子材料,如环氧树脂复合材料、不饱和聚酯树脂复合材料、尼龙、聚酯、聚醚和聚氨酯等.目前人工合成高分子废料的主要处理方式是焚烧和填埋,这样不但产生大量的温室气体,还可能排放芳香类、含氮类有毒小分子,污染土壤、大气和水源.     

利用扫描隧道显微镜对单分子表征与控制的研究进展

扫描隧道显微镜能探测材料表面局域的原子级分辨率的空间和电子结 构，可操作性强，极大地增强了科学家表征单分子结构，研究单分子物理、化学特性，和操 纵单原子、单分子并构造纳米器件的能力。本文介绍了近年来利用扫描隧道显微镜进行单分 子表征和操纵的最新研究进展，讨论了在单分子尺度下若干特殊的物理现象和效应，说明了 单分子研究对物理学和其他学科发展所提供的机遇和挑战。     

中国科学院新组建的重点实验室(二)

上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室 研究方向与内容有机氟化学的新反应和新的氟化试剂;分子设计与合成含氟生物活性物质;含氟功能材料;解决国民经济所需有机氟产品研制中的关键技术。发展目标将实验室建设成为国内有机氟化学的基础研究中心,世界有机氟化学的重要研究基地之一,培养有机氟化学人才的摇篮,我国国民经济建设和国家安全所需含氟材料和含氟精细化学品的技术支撑中心。近期成果1998—2001年,发表SCI收录论文155篇,影响因子大于2的论文51篇。授权发明专利9项,申请发明专利34。获国家自然科学奖二等奖1项,中国科学院…