发光材料与器件国家重点实验室邀请诺贝尔化学奖获得者黑格教授作报告

发光材料与器件国家重点实验室邀请

诺贝尔化学奖获得者黑格教授作报告

        2014年12月5-8日, 2000年诺贝尔化学奖获得者、美国科学院院士、中国科学院外籍院士、美国加州大学圣巴巴拉分校艾伦-黑格教授(A. J. Heeger)应邀来发光材料与器件国家重点实验室访问, 并作了题为“Ultrafast charge transfer in Nanostructured Materials: A new Phenomenon (纳米尺度材料中的超快电荷转移: 一种新的物理现象)”的学术报告。
        黑格教授首先介绍了其团队在20多年前在“共轭聚合物-富勒烯”中首先发现的光诱导超快电荷转移现象， 这一现象的发现，为新颖、低成本的有机太阳电池的研制和发展奠定了科学基础。由于这一物理过程在极快的瞬间完成（约50-100飞秒），比起其它的竞争性过程（如辐射衰退，非辐射衰退等）快3-4个数量级，意味着这一电荷转移过程的量子效率接近100%。近期的来自透射电子显微镜的实验证据表明，共轭聚合物-富勒烯共混体系呈现10-20纳米尺度的织构化的分相，代表着一种新型的材料结构和体系。
        通过一系列针对不同材料体系的瞬态光吸收实验数据，黑格教授进一步指出，量子力学中著名的海森堡不确定性原理是有机太阳电池中的超快电荷转移过程的基础。考虑到激发后的电子波函数在空间拓展（退局域化）是受海森堡不确定性原理而不是用于描述无序纳米材料的薛定谔方程的本征函数的支配，黑格教授认为，超快电荷转移过程将在纳米材料体系中带来新的物理观念和突破。换言之，黑格教授认为，在原来的电子本征波函数的基础上，光激发过程在共轭聚合物-富勒烯共混体系中产生了相干退局域化的电子波函数。 
        黑格教授的实验数据还表明，这一超快电荷转移过程具有令人吃惊的一般性，并不依赖具体的材料种类，且大多数电荷产生在小于100飞秒的时间尺度内。
        黑格教授是专程为参加与光电所联合培养的博士生仲成美同学的博士论文答辩访问华工。

黑格简要介绍：
        A.J.Heeger教授，美国科学院院士（2001）、美国工程科学院院士（2002）。黑格在有机及导电高分子材料与器件及低维物理研究领域做出了开创性的成就。他对物理及材料科学的主要开创性贡献有：1973年发表对TTF-TCNQ类高导有机电荷转移复合物的研究，开创了有机金属导体及有机超导体研究的先河；1976年发表对聚乙炔的掺杂研究，开创了导电聚合物的研究的领域；随后与他人合作提出SSH理论来解释其孤子电导机制，大大促进了低维物理研究的发展；1990年发表可加工性高导聚苯胺，实现了导电聚合物的实用化；1991年发现MEH-PPV 与C60之间的光诱导电荷分离,是目前高效大面积聚合物异质结太阳电池研究的物理基础及源头之一；1996年首次实现共扼聚合物固态下的光泵浦激光。他注重基础研究与应用的结合，开创或参与开创了三家高科技公司。2000年获诺贝尔化学奖；1983年获美国物理学会凝聚态物理最高奖Oliver  E. Buckley奖；1995年获Balzan基金会的新材料科学奖；2007年获Eni Italgas科学与环境奖。