中科院合肥研究院有机一维纳米单晶的光电性能研究获进展

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组在有机一维纳米单晶的光、电特性研究方面取得了新进展。Nano Research 以Photophysical and electrical properties of organic waveguide nanorods of perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride 为题目在线发表该研究成果。

有机材料分子间的作用力主要为氢键、范德华力、π-π共轭相互作用等弱相互作用力，这使有机纳米材料在太阳能电池、光发射二极管、场效应晶体管等器件的制备领域具备无机纳米材料难以比拟的优势。虽然有机纳米材料在光电器件的制备领域有着广阔的应用前景，但是如何提高有机纳米材料对光能的吸收效率、发光强度，以及有机纳米材料的电学性能仍然存在着一定的挑战。

PTCDA分子通常被用作模型分子来研究具有平面型、π-π共轭结构的有机分子的光、电性能，目前PTCDA分子已经被应用于光发射二极管的制备。课题组成员韩玉岩利用有机分子束沉积（OMBD）的方法在多孔氧化铝衬底上制备了苝四甲酸二酐（PTCDA）的薄膜以及单晶纳米棒阵列，并对薄膜与纳米棒阵列的光物理特性以及单根纳米棒的电学性能进行了研究。光物理特性的研究结果表明，同薄膜相比，阵列化生长的PTCDA纳米棒的光吸收以及光致发光强度有很大程度的提高；纳米棒的电学性能测试结果表明，在1.58×107 V·m-1的电场强度以及5.17×106 A·m-2的电流密度条件下工作，纳米棒的电学性能仍然能够保持很好的可重复性。上述研究结果将为有机纳米材料在有机光、电器件制备领域的应用提供实验依据。

该研究工作得到了国家自然科学基金以及合肥大科学中心等项目的支持。

（a）利用聚焦离子束沉积技术制备的微器件的SEM照片（b）两端法测量得到的单根PTCDA纳米棒的I-V（电流-电压）曲线。（a）图中的插图为器件的放大SEM照片，（b）图中的插图为器件的光学显微照片。