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自组装单分子层调控界面热输运的研究进展

中国塑料 2022年第4期36卷 60-69页

作者：宋立健张有忱左夏华张政和安瑛杨卫民谭晶程礼盛北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学有机‐无机复合材料国家重点实验室北京100029

从微观角度出发,综述了自组装单分子层(SAM)在调控软-硬材料界面热输运方面的研究进展,介绍了SAM的传热机理,系统总结了SAM的微观结构对界面热导的影响规律,探讨了SAM的密度、长度、末端官能团等因素对界面热阻或界面热导的影响机理。... 详细信息

从微观角度出发,综述了自组装单分子层(SAM)在调控软-硬材料界面热输运方面的研究进展,介绍了SAM的传热机理,系统总结了SAM的微观结构对界面热导的影响规律,探讨了SAM的密度、长度、末端官能团等因素对界面热阻或界面热导的影响机理。此外还介绍了目前SAM在聚合物基导热复合材料中的研究,并展望了未来SAM在界面热输运的研究方向。

关键词：界面热输运自组装单分子层界面热阻界面热导聚合物基复合材料

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自组装单分子层

现代化工 2004年第8期24卷 68-68页

自组装单分子空穴传输层在反式钙钛矿太阳电池的研究进展

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化学学报 2024年第3期82卷 348-366页

作者：刘雪朋李博桐韩明远张先付陈建林戴松元华北电力大学新能源学院新型薄膜太阳电池北京市重点实验室北京102206

空穴传输层在钙钛矿太阳电池(Perovskite solar cell, PSC)中起着抽取和传输钙钛矿层产生的光生空穴、抑制电子回流等重要作用,是构成高性能器件的重要组成部分.经典的空穴传输材料,如2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二... 详细信息

空穴传输层在钙钛矿太阳电池(Perovskite solar cell, PSC)中起着抽取和传输钙钛矿层产生的光生空穴、抑制电子回流等重要作用,是构成高性能器件的重要组成部分.经典的空穴传输材料,如2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-OMe TAD)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)等,空穴迁移率低、价格昂贵等缺点限制了其规模化应用.近年来,在反式PSC中自组装单分子层(self-assembledmonolayers,SAM)作为空穴传输层广泛应用,提升了器件性能.SAM分子结构中含有锚定官能团,可以在衬底上形成单分子薄膜,有着材料消耗小、无需添加剂、寄生吸收低、能够兼容叠层器件和有利于大面积制造等优点,已成为PSC领域的研究热点.本综述结合PSC发展,按照SAM分子结构中锚定基团的不同,对近年来基于SAM的空穴传输层的研究进行了分类和归纳,结合分子骨架变化分析了结构变化对其特性及器件性能的影响.最后,对SAM作为空穴传输层的发展做了总结和展望.

关键词：钙钛矿太阳电池空穴传输材料自组装单分子层光电转换效率稳定性

双共振和频光谱分析自组装单分子层/铂界面的电子结构

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厦门大学学报（自然科学版） 2024年第3期63卷 526-531,549页

作者：王悦何玉韩刘晓琳宋前通王朝晖厦门大学化学化工学院谱学分析与仪器教育部重点实验室福建厦门361005

[目的]界面电子结构对于物理和化学过程具有重要的影响,发展界面电子结构的表征方法具有重要意义.[方法]以Pt表面自组装单分子层(SAM)为模型体系,根据和频(SFG)光谱强度随入射光波长的变化,研究SAM对Pt基底电子结构的影响.[结果]研究发... 详细信息

[目的]界面电子结构对于物理和化学过程具有重要的影响,发展界面电子结构的表征方法具有重要意义.[方法]以Pt表面自组装单分子层(SAM)为模型体系,根据和频(SFG)光谱强度随入射光波长的变化,研究SAM对Pt基底电子结构的影响.[结果]研究发现,对巯基苯甲腈分子自组装于Pt基底表面时,基底的SFG响应显著增强.对巯基苯甲腈分子通过巯基与Pt表面相互作用,改变了界面电子结构,形成了SAM/Pt电荷转移态,在510~620 nm波段出现了新的吸收带,从而产生双共振SFG效应使基底的SFG响应显著增强.[结论]具有界面选择性的SFG光谱可以有效分析金属界面的电荷转移态,是研究界面电子结构的有力工具.

关键词：双共振和频光谱自组装单分子层界面电子结构

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基于镓铟合金电极的单分子层电输运研究进展

高等学校化学学报 2020年第12期41卷 2629-2637页

作者：刘天硕龙世川姚志轶师佳杨扬洪文晶固体表面物理化学国家重点实验室中国福建能源材料科学与技术创新实验室厦门大学化学化工学院厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院厦门361005 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

有机分子层的电输运特性是分子电子学研究的重要问题.镓铟合金电极技术具有成结率高、可靠性好及操作简便等优点,近年来已成为测量单分子层电输运的常用表征手段.本文介绍了镓铟合金电极技术的基本原理及测试方法,综述了该技术所带来的... 详细信息

有机分子层的电输运特性是分子电子学研究的重要问题.镓铟合金电极技术具有成结率高、可靠性好及操作简便等优点,近年来已成为测量单分子层电输运的常用表征手段.本文介绍了镓铟合金电极技术的基本原理及测试方法,综述了该技术所带来的一些前沿成果,并对其目前存在的优势、缺点及未来发展前景进行了分析.

关键词：镓铟合金自组装单分子层电输运分子电子学

自组装单分子层修饰ITO的界面性质及电致发光性能研究

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自组装单分子层修饰ITO的界面性质及电致发光性能研究

作者：郑浩天津大学

学位级别：硕士

有机电致发光器件(OLEDs)在信息显示、固体照明以及柔性显示器等领域具有广泛的应用,因而,备受科学家的关注。在ITO阳极和有机功能层之间插入自组装单分子层是获得高亮度、高效率有机电致发光器件(OLEDs)的重要过程。本篇论文系统研究... 详细信息

有机电致发光器件(OLEDs)在信息显示、固体照明以及柔性显示器等领域具有广泛的应用,因而,备受科学家的关注。在ITO阳极和有机功能层之间插入自组装单分子层是获得高亮度、高效率有机电致发光器件(OLEDs)的重要过程。本篇论文系统研究了不同种类的自组装分子对ITO表面性质的影响,并通过制备OLED器件进行光电性能表征。通过使用不同链长的有机硅烷自组装分子,系统研究了全氟硅烷自组装单分子层对阳极ITO表面性质的影响,采用接触角测试、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光光谱(UV-vis)和光电子能谱(PES)等测试表征了ITO玻璃基片的表面性质。经过有机硅烷分子自组装界面修饰,TFPMS-ITO、HFDES-ITO和HFDES-ITO的接触角分别增加到79.67°、89.40°和108.9°,表面功函数分别增加到5.01 eV、5.14 eV和5.51 eV。实验结果也表明,对于绿光OLED器件,经过有机硅烷分子自组装界面修饰后,器件性能明显提高。其中,基于阳极TFPMS-ITO的器件性能最优,最大电流效率为5.0 cd/A,最高亮度为28291.50 cd/m。芳香类膦酸和直链类膦酸分别在ITO表面形成自组装单分子层(SAMs),通过光电子能谱测试出ITO的功函数从4.82 eV分别提高到5.00 eV、5.20 eV和5.54eV、5.81 eV。ITO表面的水接触角也由46.45°分别增大到85.33°、87.09°和109.7°、110.6°,使得ITO/HTL界面处的表面能更加匹配。自组装单分子层不仅可以修饰ITO表面及功函数,而且还能促进空穴传输,因此提高OLED器件的电荷平衡。与使用空白ITO作阳极的OLED器件相比,芳香类膦酸和直链类膦酸自组装单分子层修饰的器件亮度分别提高到27251.86 cd/m和29245.49 cd/m,发光效率提高到3.62 cd/A和6.09 cd/A,启亮电压降低到3.0 V和2.8 V。使用十二烷基膦酸(DPA)和全氟十二烷基膦酸(HFDPA)制备的混合自组装单分子层,可以通过控制单分子层的组分比例(1:0、2:1、1:1、1:2、0:1),将ITO表面功函数从5.10 eV到5.81 eV之间进行调控。对于结构是ITO/Mixed-SAM/NPB(25 nm)/Alq(60 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的器件来说,DPA/HFDPA的组分比例为1:2时,器件性能最佳;而将空穴传输层从NPB换成TCTA后,单一组分的HFDPA-ITO作阳极时,器件性能最佳。

关键词：自组装单分子层有机硅烷膦酸空穴注入有机电致发光器件

自组装单分子层COF膜研究方向取得重要进展

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膜科学与技术 2022年第3期42卷 14-14页

近日,国家纳米科学中心研究员唐智勇和李连山团队在单分子层COF膜用于盐差能转化领域的研究取得重要进展.相关研究成果以Advancing osmotic power generation by covalent organic framework monolayer为题于2022年4月25日在线发表在《... 详细信息

近日,国家纳米科学中心研究员唐智勇和李连山团队在单分子层COF膜用于盐差能转化领域的研究取得重要进展.相关研究成果以Advancing osmotic power generation by covalent organic framework monolayer为题于2022年4月25日在线发表在《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志(Nat.Nanotechnol.2022,DOI:10.1038/s41565-022-01110-7).

关键词：纳米技术自组装单分子层 COF 盐差能

材料表面化学和流体剪切力共同刺激对人脐静脉内皮细胞的影响

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中国组织工程研究 2022年第16期26卷 2516-2521页

作者：覃中杰陈思奇吴一民杨姣姣夏德林西南医科大学附属口腔医院口腔颌面外科四川省泸州市646000 西南医科大学附属医院整形外科四川省泸州市646000

背景:组织工程骨内缺乏完善的脉管系统,其中血管化是限制其广泛应用的关键,适当的基质化学和流体剪切力刺激能促进血管内皮细胞增殖分化和发挥功能,指导支架材料的设计制作。目的:探究不同化学官能团和流体剪切力对人脐静脉内皮细胞的影... 详细信息

背景:组织工程骨内缺乏完善的脉管系统,其中血管化是限制其广泛应用的关键,适当的基质化学和流体剪切力刺激能促进血管内皮细胞增殖分化和发挥功能,指导支架材料的设计制作。目的:探究不同化学官能团和流体剪切力对人脐静脉内皮细胞的影响,以期找到材料化学与流体剪切力对人脐静脉内皮细胞调控的高效组合。方法:在玻片表面分别制备以OH、CH3和NH2为末端化学官能团的自组装单分子膜,以空白玻片作为对照;将人脐静脉内皮细胞分别接种于4组玻片表面,培养15 min内检测ATP的释放量,培养1 h内检测NO的释放量,培养1 h后Western blotting检测内皮型一氧化氮合酶的表达,培养48 h后激光共聚焦显微镜观察黏着斑及F肌动蛋白的形成。将人脐静脉内皮细胞分别接种于4组玻片表面,当细胞融合至80%时给予加载1.5 N/m2流体剪切力1 h(分别为OH-FSS组、CH3-FSS组、NH2-FSS组和FSS组),加载15 min内检测ATP的释放量,加载1 h内检测NO的释放量,加载1 h后Western blotting检测内皮型一氧化氮合酶的表达。结果与结论:(1)单纯化学刺激对人脐静脉内皮细胞的ATP、NO释放与一氧化氮合酶表达无明显影响,加载FSS刺激可增加ATP、NO的释放与内皮型一氧化氮合酶表达;当材料化学和流体剪切力同时作用时,人脐静脉内皮细胞释放的ATP和NO量及内皮型一氧化氮合酶表达与材料化学密切相关,其中NH2-FSS组中的ATP和NO释放量及内皮型一氧化氮合酶表达最高,其次为FSS组,CH3-FSS组和OH-FSS组最低;(2)激光共聚焦显微镜下可见,NH2组有大量黏着斑和细胞骨架蛋白F肌动蛋白,其次为对照组,CH3组和OH组最少;(3)结果表明,NH2官能团和流体剪切力共同作用时人脐静脉内皮细胞对剪切力刺激产生高效应答,其机制可能是在NH2表面上形成了最佳的黏着斑和F肌动蛋白。

关键词：材料支架自组装单分子层材料表面化学流体剪应力人脐静脉内皮细胞蛋白

基于TIPS-pentacene/PS制备的有机场效应晶体管存储器性能提升研究

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基于TIPS-pentacene/PS制备的有机场效应晶体管存储器性能提升研究

作者：吴春辉南京邮电大学

学位级别：硕士

随着信息技术的快速发展,高性能有机场效应晶体管存储器的重要性日益显著。小分子半导体与高分子聚合物通过共混一步旋涂能够形成高质量的相分离薄膜,该工艺因流程简单被广泛应用于有机场效应晶体管存储器的制备。然而由于高分子聚合物... 详细信息

随着信息技术的快速发展,高性能有机场效应晶体管存储器的重要性日益显著。小分子半导体与高分子聚合物通过共混一步旋涂能够形成高质量的相分离薄膜,该工艺因流程简单被广泛应用于有机场效应晶体管存储器的制备。然而由于高分子聚合物较强的分子间作用力以及相分离旋涂工艺的缺陷,制备的相分离薄膜往往存在连续性差、粗糙度大的问题,良率低且不利于电荷的传输。本论文以小分子半导体异丙基硅炔基并五苯(6,13-Bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene,TIPS-pentacene)和聚合物聚苯乙烯(Polystyrene,PS)作为研究对象,采用降低聚合物分子量、蒸镀并五苯和引入不同状态的OTCS自组装薄膜修饰衬底的方式改善器件有源层形貌。本论文主体对薄膜形貌演变规律以及电学性能和薄膜形貌的相关性等方面进行了研究和探讨,主要研究内容和成果如下:1、以基于TIPS-pentacene/PS相分离薄膜的有机场效应晶体管作为研究对象,首先以280 k Da分子量PS为例探究制备最优质TIPS-pentacene/PS相分离薄膜的共混比例,在此基础上通过改变PS分子量和上层蒸镀并五苯的方式进一步改善相分离薄膜,制备的晶体管载流子迁移率从0.0077 cmVs提高到0.022 cmVs,良率从30%提高到80%。2、基于上一部分研究内容和器件结构,在基底上引入OTCS自组装单分子层对衬底进行表面修饰,并通过调节OTCS自组装层接触角优化了有源层的薄膜形貌。在超过100次的读写擦循环测试后,正/负向写入态和擦除态电流比值均保持10的水平。在超过10s的维持测试后,正/负向写入态与擦除态分别保持10和10的电流比值。3、基于第二部分研究内容,通过紫外照射实现OTCS自组装单分子层的改性,并调节TIPS-pentacene/PS混合溶液体积比和上层蒸镀并五苯的厚度实现对器件性能的调控。载流子迁移率提高到0.10 cmVs、存储窗口从10 V提高为30 V。此外,器件在超过100次的读写擦循环后,正/负向写入态和擦除态电流比值约为10。在超过10s的维持测试后,正/负向写入态与擦除态均保持大于10的电流比值。

关键词：有机场效应晶体管存储器垂直相分离自组装单分子层