能源与信息高分子材料基础研究卓越中心前沿专题研讨会

系列1：有机自由基基础与应用

时间：2023年1月5日（周五） 下午2:30-5:30

地点：国重N308报告厅

1、报告人：李远

题目：有机半导体的电子自旋基态调控与应用探索

报告摘要：本报告将介绍我们对有机半导体的电子自旋基态的理解、调控与应用探索进展，包括：1）揭示经典“给体-受体”型和P3HT类非“给体-受体”型有机半导体的开壳“单线态“和“三线态”电子自旋基态；2）区别于P3HT和阳离子自由基型导电聚合物PEDOT：PSS，我们设计合成醇溶性“芳香化无机酸自由基”和聚（3,4-二氧噻吩）自由基，探索其在光电器件与储能电池等领域的应用潜力。

同时，将分享关于有机半导体发展的一点思考：经过三十余年的研究，有机电致发光二极管(OLED)、有机太阳电池(OPV)及有机场效应晶体管(OFET)材料与器件都取得了重要的进展。相对“闭壳”的宽带隙发光材料化学结构较稳定，在OLED中实现了产业化应用，而基于相对“开壳”的窄带隙材料的OPV及OFET器件性能和稳定性亟待提高。抑制窄带隙有机半导体的“开壳电子自旋基态”将提高材料的光/热稳定性和电化学稳定性，并推动OPV和OFET领域的进一步发展。同时，开发稳定的“开壳多自由基”半导体，探索其在除储能电池、磁性和生物医用材料之外新领域的应用潜力或许是未来有机半导体的发展方向之一，比如我们最近基于“芳香化硝酸自由基”的正极材料在锂电池中展现出10余万圈的充放电循环稳定性。

1. Chem. Rev., 2015, 115, 12633.

2. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 2015, 53, 287–293.

3. J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 8579-8588.

4. Sci. China Chem., 2019, 62, 1656-1665.

5. Nat. Commun., 2021, 12, 5889.

6. Nat. Nano., 2024, under revision

2、报告人：乔现锋

题目：有机光电材料自旋能级的调控和利用

报告摘要：自旋是电子的内禀属性，电子之间、原子核-电子之间的自旋相互作用能产生新的自旋能级。在有机自旋光电子学中，通过电子自旋能级来操控功能器件是一个重要的科学思路和技术途径。本报告将浅谈自旋能级的来源及其操控机理，并介绍我们利用自由基自旋能级实现的单脉冲“回波”和微波发射现象，探讨操控自旋能级实现微波激射的优势，展望自由基半导体耦合材料的发展。

1. Journal of Physics D: Applied Physics, 2023, 56, 495001.

2. Nature 2012, 488, 353; Adv. Mater. 2023, 2300441

3. Nature Chemistry 2019, 11, 981; Nature 2023, 620, 538.

3、报告人：马於光

题目：共轭分子体系的分子间自由基键

报告摘要：有机半导体的功能与分子间π-π作用关联密切。π-π相互作用是多种弱力的复杂协同效应，目前的实验与理论认知仍很有限。本报告探讨对π-π作用有重要贡献的色散性自由基键相互作用(pancake bond)，重点介绍pancake bond在共轭分子自组装中的作用及新结构组装体的功能例如金属态、铁磁态、室温铁磁半导体材料等。

1. Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 3430.

2. Chem. Eur. J., 2019, 25, 400.

3. Adv. Mater., 2022, 34, 2108103.