一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列的可控生长与组装

One-dimensional ordered nanoarray based on hybrid systems of inorganic/organic semiconductors with optical, electrical function will be designed and constructed using the techniques of self-assembly, self-organization, oriented-inducement, and special reactions et.al by covalent, non-covalent bonding method. Importantly, the investigations are the controlled construction and growth of the one-dimensional ordered nanoarray based on inorganic/organic semiconductors hybrid. Based the basic, the electrical and optical properties, the formation mechanisms, and the interaction of surfaces and interfaces of inorganic/organic semiconductors will be also studied. Controllable growth of one-dimensional ordered nanoarray of inorganic/organic semiconductors hybrid will be directly used for studying electrical and optical primary nanodevices.

本研究从具有组装功能的、有机半导体分子的设计入手，利用自组装、自组织、定向诱导、特殊反应等技术，通过共价、非共价的键合方式与无机半导体构建具有光、电功能的一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列。重点进行一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列的构建和合成方法的研究，揭示一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列的形成机理和生长动力学，探讨其结构与性质和性能的关系规律，发展一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列的可控生长与组装技术，并用于直接构建相关的电学、光学和光电原理型器件，为一维无机/有机半导体杂化有序纳米阵列在化学研究、光电材料和传感等领域的应用奠定基础。

目前国际上无机/有机杂化半导体一维纳米结构材料的研究十分活跃，进展很快，但是总体研究水平尚处于制备技术与基本理论的发展、完善和积累阶段，研究空间很大。目前已经发展了一些制备一维无机/有机杂化纳米结构有序阵列的方法，但是大多数需要在模板条件下制备，且阵列面积仅限于模板的大小。因此如何通过合理的分子设计构筑一维无机/有机杂化体系纳米结构有序阵列,并在深入研究结构和能量匹配的基础上构筑无机/有机半导体一维纳米结构有序阵列在国际上开展的更少，因此实现其结构的有效调控和性能调控仍然是目前该领域的关键和主要挑战，在化学、材料科学和物理等基础研究方面具有重要的科学意义。本研究通过设计、合成功能有机半导体分子，以共价、非共价的键合方式与无机半导体进行组装与定向组装构筑了系列一维无机/有机半导体杂化纳米结构有序阵列；建立了系列一维无机/有机半导体杂化纳米结构有序阵列、形貌、尺寸以及阵列有序性可控的有效的合成方法；对一维无机/有机半导体杂化纳米结构有序阵列的结构与功能之间的相关性进行了详细研究，揭示一维无机/有机半导体杂化纳米结构有序阵列的形成机理，探讨其结构与性质和性能的关系规律。项目执行期间在Advanced Materials和Nano Energy等杂志共发表SCI论文9篇，影响因子6.0以上的4篇，3.0-6.0的4篇。授权专利1项，申请专利3项。毕业博士生2人，在读博士生3人，他们都参与本项目的研究工作，4人次被中国科学院大学评为“三好学生”。