《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》在線報(bào)道華東理工大學(xué)在黑磷高分子功能化領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展
近日，化學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition在線發(fā)表了華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院陳彧教授課題組在黑磷高分子功能化領(lǐng)域取得的突破性研究進(jìn)展。華東理工大學(xué)為第一通訊單位，博士生曹亞明為第一作者，華東理工大學(xué)陳彧教授、張斌副教授以及西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院顧軍渭教授為該論文的共同通訊作者。該項(xiàng)工作的報(bào)道為黑磷及其衍生物材料的發(fā)展及其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的技術(shù)思路。
作為后石墨烯時(shí)代的代表性新型二維層狀材料——少層黑磷（few-layer BP）擁有高電荷載流子遷移率（?103 cm2V-1S-1），可調(diào)的直接帶隙（0.3?1.5 eV），很強(qiáng)的面內(nèi)各向異性和寬帶非線性光學(xué)響應(yīng)性能。其結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能優(yōu)越，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、信息存儲(chǔ)、光調(diào)制器、激光防護(hù)和Q型開關(guān)激光器等光電信息領(lǐng)域具有潛在的重要應(yīng)用價(jià)值。然而，黑磷材料具有極強(qiáng)的空氣不穩(wěn)定性（在大氣氛圍中易迅速降解）和極差的溶解度，極大地限制了黑磷在光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用。針對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)難題，課題組通過巧妙的化學(xué)修飾方法，用功能性高分子材料對(duì)黑磷進(jìn)行表面共價(jià)修飾，在國(guó)際上首次成功地制備了基于黑磷的可溶性高分子功能材料PDDF-g-BP。由于高分子的覆蓋作用以及高分子共價(jià)修飾后對(duì)黑磷帶隙的成功調(diào)節(jié)，合成的衍生物材料在大氣環(huán)境中擁有良好的穩(wěn)定性，能溶于常見的諸如DMF、NMP等有機(jī)溶劑，極大地拓展了黑磷材料的應(yīng)用范圍。研究人員以此材料為活性層，成功地制備了三明治結(jié)構(gòu)的信息存儲(chǔ)器件。該器件在大氣環(huán)境下表現(xiàn)出典型的非易失性可重復(fù)擦寫存儲(chǔ)效應(yīng)，器件開啟電壓和關(guān)閉電壓分別為+1.95V 和-2.34V，電流開關(guān)比達(dá)到了104。器件在空氣中放置3個(gè)月之后依舊能夠穩(wěn)定運(yùn)行，重現(xiàn)性優(yōu)良。
該工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金、青年基金、中央高?；緲I(yè)務(wù)費(fèi)、上海市浦江人才計(jì)劃以及晨光計(jì)劃的資助。
華東理工大學(xué)陳彧教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事具有推-拉電子結(jié)構(gòu)特征的有機(jī)和高分子光電信息功能材料的設(shè)計(jì)、制備和器件性能研究工作，獲得了許多有重要價(jià)值的原創(chuàng)性研究成果。近年來，課題組在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.、Mater. Horizons、Nanoscale等SCI期刊上發(fā)表了幾十篇相關(guān)研究性論文，單篇論文的最高他引次數(shù)已超過300余次。此外，陳彧教授還應(yīng)邀為國(guó)際頂級(jí)綜述期刊Chem. Soc. Rev.和Prog. Mater. Sci.撰寫評(píng)論性文章。