2015-09-25 08:27
近期，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心科研人员在有机单晶纳米材料制备及光、电特性研究方面取得了新进展。9月21日英国皇家化学会出版期刊Nanoscale以《苝四甲酸二酐(PTCDA)纳米结构的制备、光学以及电学特性》(Preparation, Optical and Electrical Properties of PTCDA Nanostructures)为题在线发表该研究成果。
纳米材料由于受到尺寸禁闭效应的影响，往往能够表现出许多优于同种块材的性能。对于无机纳米材料，人们早已实现了通过对其形貌、生长位置及密度等的控制来调控其光、电等性能，从而推动了无机纳米材料在光、电器件领域的应用。同无机材料相比，有机材料分子间作用力主要为氢键、范德华力、π-π共轭相互作用等弱相互作用力，这使有机纳米材料在诸多领域起到了无机纳米材料不能替代的作用。PTCDA是典型的有机半导体材料，其薄膜的光电性能早已受到关注。但受制备的限制，其单晶纳米材料物性研究一直进展缓慢。
为了制备高质量的单晶有机纳米材料，强磁场中心田明亮课题组博士后韩玉岩等人利用多孔氧化铝衬底和有机分子束沉积的方法来制备PTCDA纳米线。实验发现：由于多孔衬底不同位置的曲率不同，通过控制衬底温度可以有效调控纳米颗粒在多孔衬底的初始形核位置以及生长速率，进而实现对纳米结构的大小、直径和形貌的控制生长。光物理和电导率研究发现，纳米结构的光致发光谱中主发射峰的能量与形貌关系密切，且单根PTCDA纳米线的电导率远大于薄膜的电导率。这些研究结果将为有机纳米结构可控制备、性能提高提供实验依据。
(a)PTCDA薄膜、纳米棒、纳米线以及纳米颗粒的SEM(扫描电镜)照片(b)两端法测量得到的纳米线的I-V曲线。
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