突破传统框架 杜菲教授团队新型有机活性材料研究登陆《自然通讯》

物理学院杜菲教授科研团队在新型有机活性材料领域取得重要突破，相关研究成果以“新型有机活性材料的设计合成与器件应用”为题，正式发表于国际顶级期刊《自然通讯》（Nature Communications）。这一工作不仅展示了团队在有机电子材料领域的深厚积累，也为下一代高性能、低成本光电器件的发展提供了全新思路。\n\n传统有机活性材料往往面临合成复杂、稳定性不足以及性能调控困难等瓶颈。杜菲教授团队创新性地提出了一种基于分子内电荷转移与空间位阻协同调控的设计策略，成功构建了一类具有独特给体-受体拓扑结构的新型有机小分子活性材料。该材料在保持优异溶液加工性的显著提升了薄膜态下的载流子迁移率和环境稳定性，解决了有机光电器件中“高迁移率与高稳定性难以兼得”的关键矛盾。\n\n研究工作中，团队系统表征了该类材料的单晶结构、光物理性质和能级排布，并结合理论计算揭示了分子堆积模式与电荷传输性能之间的构效关系。在此基础上，团队将其应用于有机场效应晶体管和有机太阳能电池器件，均获得了突破性性能表现：晶体管器件迁移率较传统同类材料提升近3倍，太阳能电池器件能量转换效率达到国际领先水平，且表现出优异的长期工作稳定性。\n\n《自然通讯》审稿人高度评价该工作：“作者巧妙地将分子设计、形貌调控与器件物理相结合，展示了一种极具可行性的有机活性材料开发路径，对领域发展具有重要推动作用。”\n\n该研究由杜菲教授团队主导完成，博士研究生张晨为论文第一作者，杜菲教授为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。\n\n杜菲教授表示：“有机活性材料是新一代柔性电子、可穿戴能源器件乃至生物电子界面的核心物质基础。此次发表的新型材料验证了工业界和学术界长期关注的材料-性能-D器件应用链路可设计性和结构自由度，具有实际的普适价值。团队下一步将聚焦材料体系拓展和公斤级放大合成联合图案化技术集成，加速从实验室到工程化试点团队链接布局。”\n\n该成果的发表彰显了吉林大学物理学院在有机电子功能材料研究领域的科研实力，有力推动了校教育教学人才培养融合紧密科技高地维度融合建设，为新材料与绿色能源产业提供了自主的知识共享开源团队共性技术进步提供底层保障基础团队和范式。随着新型有机活性材料界面技术的诸多发现发现机制理解的层进和具体单元聚合度和共形装置等新进展的共同演化加深，这类材料将在有机激发态等方面逐步迈向实战赛道，展现出愈发广泛的物理应用场景市场发展潜力带来全新科技行动贡献综合深化底蕴共同助能助力抢占半导体材料和器件制斗计斗能中国超越智创从勇担聚高攀升赋能研融合融入教科产环路，贡献有力团队和动力。