2024年分析測試科學獎一等獎：有機發(fā)光晶體管材料與器件綜合測試平臺及應用
完成單位：中國科學院化學研究所、天津大學
完成人：董煥麗、胡文平、高燦、李立強、秦正生、高海闊、倪振杰、苗扎根、劉單、謝子儀
成果簡介：有機發(fā)光晶體管（OLETs）是一種集場效應晶體管驅動與有機發(fā)光二極管發(fā)光功能的一體化新型光電子器件，具有小型化、高集成化、低成本、低能耗等優(yōu)勢，被認為是下一代新型顯示功能器件，具有重要應用前景。精確表征OLETs材料與器件在場效應調控下的電荷注入、輸運、復合發(fā)光等過程及多形態(tài)發(fā)光的電光轉化效率是領域的關鍵挑戰(zhàn)。基于此，申請團隊創(chuàng)新性開發(fā)了高精度多功能原位電光轉化測試技術與平臺，為OLET材料與器件領域研究奠定了重要基礎。創(chuàng)新性成果為（1）利用弱光信號增強和微納尺度原位動態(tài)電光測試技術，揭示了OLETs本征雙極性發(fā)光機制及其效率影響規(guī)律，促進了高遷移率發(fā)光有機半導體材料設計范式的創(chuàng)新；（2）聯(lián)用柵壓調控與角分辨偏振光譜技術，發(fā)現了OLET材料與器件的各向異性發(fā)光及激發(fā)態(tài)柵壓調控特性，開發(fā)了場效應調控電致變色和偏振發(fā)光OLETs 新概念器件；（3）建立和完善了多形態(tài)發(fā)光OLETs的標準化測試平臺，指導并構筑了兩類基于線發(fā)光和面發(fā)射的高性能OLETs器件，并探索了其在偏振防偽及全彩顯示方面的應用。
這些原創(chuàng)性工作在Nat. Chem.、Nat. Mater.、Sci. Adv.、Adv. Mater.等國際頂尖期刊上發(fā)表10篇代表性論文，申請/授權專利22項，包括 PCT 國際申請2項，其中1項申請進入美日韓三個國家階段，實用新型1項，推動了領域的發(fā)展。基于相關成果董煥麗獲中國青年女科學家獎團隊獎、中國青年科學家獎、中國科學院青年科學家獎、中國化學會第一屆“利華益”化學創(chuàng)新獎榮譽，任 Wearable Electronics 期刊創(chuàng)刊主編。
創(chuàng)新點及科學價值：本項目創(chuàng)新性搭建了適用于OLET材料與器件原位研究的專屬綜合性測試平臺，解決了領域內長期以來存在的微納多形態(tài)發(fā)光器件測不準和測試難的問題，促進了領域的新發(fā)展。相關研究成果獲得了國內外同行的廣泛認可和高度評價，明確指出工作的原始創(chuàng)新性和重大科學意義（potential alternative materials, a new record, the highest brightness, promising approach, highlight the bright future of the new device architecture in various fields, including flexible displays, wearable electronics and human-computer interaction, etc.）。基于OLET材料與器件領域研究的貢獻，申請團隊受邀為著名期刊撰寫特邀綜述和評述論文多篇（Nat. Rev. Mater. 2024; J. Am. Chem. Soc. 2024; Chem. Rev. 2023; Adv. Mater. 2023等），帶動了國內外相關領域的跟進研究。
社會經濟效益：（1）光電綜合測試儀器示范推廣：申報團隊開發(fā)的“空間光路+光電倍增管光傳感器+全光譜校準”技術，可升級為高精度多功能電光測試平臺，滿足多領域應用需求，孕育廣闊市場前景和經濟效益。（2）OLETs作為一種驅動發(fā)光一體化化的變革性光電集成器件，具有集成更簡單和更高效的獨特優(yōu)勢，在與顯示相關的很多領域展現重要潛在應用。
應用前景：基于OLETs高精度多功能測試技術，未來應用前景包括：1、新型顯示技術：OLETs有望推動小型化、集成化及柔性顯示商業(yè)化。2、光電儀器市場：填補現有電致發(fā)光器件測試設備空白，拓展市場需求。3、行業(yè)合作與轉化：與京東方等企業(yè)合作，將研究成果推向產品。4、光電集成器件開發(fā)：支持復雜光電集成，適用于全彩顯示、防偽等。
