人物簡介

SCI500+，被引31,000+，H因子88，天津大學(xué)胡文平教授2021年研究進(jìn)展

胡文平教授，天津大學(xué)常務(wù)副校長，理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，教育部長江學(xué)者特聘教授，杰出青年基金獲得者，師從于朱道本院士與劉云圻院士。

胡文平教授長期致力于有機(jī)半導(dǎo)體物理化學(xué)的研究，是我國有機(jī)半導(dǎo)體晶體工程及場效應(yīng)晶體管器件物理的主要學(xué)術(shù)帶頭人之一。他瞄準(zhǔn)“有機(jī)集成電路”這一重大科技前沿，聚焦源頭創(chuàng)新，構(gòu)筑了“有機(jī)半導(dǎo)體晶體?高遷移率材料?高性能物理器件”的特色研究體系。

發(fā)表SCI論文500余篇（IF>10.0的200余篇），包括Nature (1篇)，Nature Chem. (1篇), Nature Commun.（8篇），Adv. Mater. (90篇)，J. Am. Chem. Soc. + Angew. Chem. Int. (58篇)，被SCI引用>31,000次(H因子=88)。編有中文專著《有機(jī)場效應(yīng)晶體管》（科學(xué)出版社，2011），《分子材料與薄膜器件》（化學(xué)工業(yè)出版社，2011），英文專著《Organic Optoelectronics》（Wiley出版社，2012）。

課題組網(wǎng)址：http://tjmos.tju.edu.cn/huwenping/

課題組深入研究分子材料的光電性質(zhì)等，取得了多項(xiàng)有重要意義的研究成果。分子材料的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)決定著其性能，最終影響著材料在光電器件中的應(yīng)用。如何正確評價(jià)材料、揭示其本征性能，是優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)進(jìn)一步合成的關(guān)鍵，也是獲取高性能分子材料的重要途徑。課題組在該領(lǐng)域開展了開創(chuàng)性的研究，取得了一批突出的創(chuàng)新性研究成果，是該領(lǐng)域國際上有影響的團(tuán)隊(duì)之一。

AM：銅襯底上生長大尺寸二維單晶的最新進(jìn)展

SCI500+，被引31,000+，H因子88，天津大學(xué)胡文平教授2021年研究進(jìn)展

大規(guī)模、高質(zhì)量的二維（2D）材料已成為在現(xiàn)代化學(xué)和物理學(xué)中的研究熱門。在過去的幾年中，大尺寸單晶2D材料的可控制備取得了顯著進(jìn)步。在諸多制備方法中，化學(xué)氣相沉積（chemical vapor deposition, CVD）受到了最廣泛的關(guān)注，因?yàn)樗梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)生長條件來精確控制2D材料的尺寸和質(zhì)量。

胡文平教授和耿德超教授等人總結(jié)了通過CVD在Cu襯底上制備大尺寸2D單晶的最新進(jìn)展。首先，將以超低的前體溶解度和可行的表面工程技術(shù)顯示出Cu的獨(dú)特功能。隨后，展示了不同銅晶相表面上生長大尺寸石墨烯和六方氮化硼（h-BN）晶體的最新工作。此外，揭示了2D單晶生長的生長機(jī)理，為闡明深入的生長動(dòng)力學(xué)過程提供了指導(dǎo)。最后，討論了工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)2D單晶的相關(guān)問題，并為未來的研究提供新思路。

Recent Advances in Growth of Large-Sized 2D Single Crystals on Cu Substrates, Adv. Mater. 2021, 33, 2003956. DOI: 10.1002/adma.202003956

Angew：高性能雙極發(fā)光內(nèi)聚體的分子量工程

具有高溶解度、無結(jié)構(gòu)缺陷且批次間差異可忽略不計(jì)的內(nèi)聚體為有機(jī)光電子學(xué)開辟了一條新途徑。有機(jī)發(fā)光晶體管結(jié)合了有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)場效應(yīng)晶體管的功能。然而，在一種共軛聚合物中，電荷傳輸能力和發(fā)光強(qiáng)度是矛盾的。

胡文平教授、董煥麗研究員和倪振杰副教授等人獲得了三種具有噻吩并吡咯二酮-苯并噻二唑重復(fù)單元（meso-TBTF）的低分子量內(nèi)聚體。內(nèi)聚體表現(xiàn)出很強(qiáng)的固態(tài)發(fā)射和高雙極性載流子遷移率。內(nèi)消旋TBTF的分子量可以通過聚合溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。內(nèi)聚體的光致發(fā)光量子產(chǎn)率 (PLQY) 在溶液中約為50 %，在固態(tài)時(shí)約為10 %。

Molecular Weight Engineering in High Performance Ambipolar Emissive Mesopolymers, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 14902-14908. DOI:10.1002/anie.202105036

AM：用于X射線成像的有機(jī)半導(dǎo)體單晶 SCI500+，被引31,000+，H因子88，天津大學(xué)胡文平教授2021年研究進(jìn)展

低劑量、高分辨率X射線成像對于醫(yī)學(xué)診斷和材料/器件分析至關(guān)重要。當(dāng)前的X射線成像儀主要由昂貴的無機(jī)材料主導(dǎo)，這些無機(jī)材料通過重金屬元素的高溫固體工藝制備。尋找具有低生長溫度、低成本、高靈敏度以及高化學(xué)和環(huán)境穩(wěn)定性的新材料作為X射線成像儀至關(guān)重要。

胡文平教授和段鑲鋒教授等人選擇9,10-二苯基蒽 (9,10-DPA) 單晶為代表模型。這種單晶通過低溫溶液工藝生長，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的 X射線輻射發(fā)光，具有超高光子轉(zhuǎn)換效率、超快響應(yīng)和高靈敏度。同時(shí)該晶體在 X射線照射下表現(xiàn)出高循環(huán)性能和環(huán)境穩(wěn)定性。這項(xiàng)研究表明，有機(jī)半導(dǎo)體在低成本、高靈敏度和低劑量的X射線成像系統(tǒng)中具有潛在用途。

Organic Semiconductor Single Crystals for X-ray Imaging, Adv. Mater. 2021, 2104749. DOI:10.1002/adma.202104749

Angew：共晶工程：面向用于寬帶光電檢測的溶液處理近紅外二維有機(jī)共晶

胡文平教授等人設(shè)計(jì)并制備了具有強(qiáng)近紅外 (NIR) 吸收的大面積二維共晶。在分子間電荷轉(zhuǎn)移（CT）相互作用的驅(qū)動(dòng)下，四苯基卟啉鋅（給體）和 C60（受體）自組裝成吸收波長高達(dá)1080 nm的NIR共晶。通過定制生長溶劑和工藝，共晶形態(tài)可以從一維納米線、二維納米片調(diào)整到長度達(dá)到幾毫米的大面積二維共晶薄膜。由于高度有序的給體-受體排列，二維共晶中的CT吸收增強(qiáng)，與單線態(tài)吸收相當(dāng)。均勻的二維共晶在NIR區(qū)域具有增強(qiáng)的CT吸收，對NIR光具有2424 mA W^-1的高響應(yīng)度和0.6 s的快速響應(yīng)時(shí)間。瞬態(tài)吸收光譜和器件配置優(yōu)化表明，優(yōu)異的器件性能歸因于長壽命自由電荷載流子的產(chǎn)生。

Cocrystal Engineering: Toward Solution-Processed Near-Infrared 2D Organic Cocrystals for Broadband Photodetection, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 1-8. DOI: 10.1002/anie.202015326

Matter：溶液處理的晶體有機(jī)集成電路

有機(jī)電子的主要優(yōu)勢在于其溶液可加工性和獨(dú)特的光電性能。長程有序的單晶有機(jī)半導(dǎo)體提供了最佳的器件性能，因?yàn)樗ＷC了有效的電荷注入和傳輸以及最小的缺陷態(tài)。因此，基于表面溶液印刷的方法來制造單晶有機(jī)器件和電路對于有機(jī)電子的發(fā)展具有重要意義，但其發(fā)展仍然具有挑戰(zhàn)性。

胡文平教授和任曉辰助理研究員等人提出了一種完全通過基于溶液的方法構(gòu)建有機(jī)單晶器件陣列的一般策略。以有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）為例，總結(jié)了有機(jī)晶體制造、圖案化和高分辨率印刷觸點(diǎn)的最新進(jìn)展。最后，提出了該領(lǐng)域未來的研究方向。

Solution-processed crystalline organic integrated circuits. Matter. 2021, 4, 3415-3443. DOI10.1016/j.matt.2021.09.002

AM：有機(jī)發(fā)光晶體管進(jìn)入新的發(fā)展階段

有機(jī)發(fā)光晶體管（OLET）可能是最小的集成光電器件，它結(jié)合了有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）的開關(guān)和放大機(jī)制以及有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的電致發(fā)光特性。近來，在高遷移率發(fā)射有機(jī)半導(dǎo)體，高性能OLETs的構(gòu)建以及新型多功能OLETs的制造方面取得了一些令人振奮的進(jìn)展。最近的一系列進(jìn)展可能代表了OLET及其相關(guān)設(shè)備和電路的新開發(fā)階段的來臨。胡文平教授和董煥麗研究員等人將對這些出色的進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)的回顧，特別關(guān)注了從材料和設(shè)備優(yōu)化方面開發(fā)高效OLETs的關(guān)鍵點(diǎn)。OLETs的顯著進(jìn)步以及研究人員的興趣增加，可能代表了OLETs技術(shù)的新發(fā)展時(shí)代。

Organic Light-Emitting Transistors Entering a New Development Stage. Adv. Mater. 2021, 2007149. DOI：10.1002/adma.202007149

AFM：基于有機(jī)場效應(yīng)晶體管的光子突觸：材料、器件和應(yīng)用 SCI500+，被引31,000+，H因子88，天津大學(xué)胡文平教授2021年研究進(jìn)展

由于高帶寬、超快信號傳輸、低能耗和無線通信，基于光子人工突觸的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)被認(rèn)為是替代基于馮諾依曼的計(jì)算系統(tǒng)的有希望的候選者。盡管在開發(fā)用于突觸仿真的各種器件結(jié)構(gòu)方面取得了重大進(jìn)展，但有機(jī)場效應(yīng)晶體管 (OFET) 具有制備簡單、易于集成和結(jié)構(gòu)通用等引人注目的優(yōu)勢。作為光子突觸的強(qiáng)大而有效的平臺，OFET不僅可以完成簡單突觸功能的模擬，還可以完成復(fù)雜的光電雙調(diào)制和視覺系統(tǒng)的模擬。

胡文平教授、陳偉教授和耿德超教授等人提供了基于OFET的光子突觸的概述，包括功能材料、設(shè)備配置和創(chuàng)新應(yīng)用。同時(shí)，還重點(diǎn)介紹了材料選擇規(guī)則、光電轉(zhuǎn)換機(jī)制和器件制造技術(shù)。最后討論了挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為多層次記憶、多功能串聯(lián)人工神經(jīng)系統(tǒng)和人工智能提供了堅(jiān)實(shí)的指導(dǎo)。

Organic Field Effect Transistor-Based Photonic Synapses: Materials, Devices, and Applications, Adv. Funct. Mater. 2021, 2106151. DOI: 10.1002/adfm.202106151

Small：四氰基醌二甲烷銅：從微/納米結(jié)構(gòu)到應(yīng)用

四氰基醌二甲烷銅 (CuTCNQ) 作為代表性雙穩(wěn)態(tài)材料已被研究了大約40年。同時(shí)，CuTCNQ的微/納米結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是分子電子學(xué)的原型，引起了世界的關(guān)注，在納米電子學(xué)中顯示出巨大的應(yīng)用潛力。胡文平教授、Harald Fuchs、李立強(qiáng)教授和紀(jì)德洋教授等人總結(jié)了CuTCNQ微/納米結(jié)構(gòu)的合成方法。然后，重點(diǎn)介紹了控制 CuTCNQ 微/納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)和尺寸的策略，回顧了基于這些微/納米結(jié)構(gòu)的器件。最后，展望了該領(lǐng)域未來的研究方向和挑戰(zhàn)。

Copper Tetracyanoquinodimethane: From Micro/Nanostructures to Applications, Small 2021, 17, 2004143. DOI:10.1002/smll.202004143

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