一、选题背景和意义:
自从发现石墨烯以来,二维层状材料的研究一直蓬勃发展。迄今为止研究的大多数二维材料,包括石墨烯,硫族化物和氧化物,都是具有强平面化学键的无机原子晶体,且很少有范德华力保持的二维分子晶体。二维层状有机晶体材料是一种新型的二维材料,它具有优异的电学和光学性能,在光电器件等领域有非常好的应用前景。尽管二维材料由于其出色的性能,独特的结构特征和有前途的应用而获得了巨大的成功,但未来仍需要应对一些挑战和机遇。
为了解决这些问题,包括二维小分子和二维聚合物在内的二维有机半导体材料提供了一些特殊的优势。另一方面,可以通过定制丰富的构建基块以创建二维聚合物来合理地设计和合成二维结构。设计和调整结构的能力极大地丰富了二维纳米材料,并赋予它们有希望的电子/光电特性。此外,有机半导体以优异的柔韧性,分子多样性和溶液加工性被广泛展示了高性能电子产品。因此,将二维材料架构和有机电子学的优点相结合对下一代电子学的发展至关重要。
文献综述(或调研报告):
1. 前言
二维纳米材料是一类超薄的片状晶体,具有原子或分子水平的厚度以及通常大于微米尺度的横向尺寸特征。该类材料的超薄特性导致出色的光学透明性和对外部刺激的快速响应,这对于光电和其他传感应用至关重要。石墨烯是二维材料的首个示例性绝缘材料,并引起了人们对电子学和光电子学中原子薄材料研究的兴趣。
自从发现石墨烯以来,二维层状材料的研究一直蓬勃发展。迄今为止研究的大多数二维材料,包括石墨烯,硫族化物和氧化物,都是具有强平面化学键的无机原子晶体,且很少有范德华力保持的二维分子晶体。尽管二维材料由于其出色的性能,独特的结构特征和有前途的应用而获得了巨大的成功,但未来仍需要应对一些挑战和机遇,例如, i)将新材料推广到二维纳米结构中,提供各种物理,化学,机械和光电特性; ii)考虑到获得几微米的二维材料的典型剥落技术,以宏观规模制备高质量的二维晶体; iii)用于大面积,低成本和柔性电子产品的溶液处理或打印二维材料。
为了解决这些问题,包括二维小分子和二维聚合物在内的二维有机半导体材料提供了一些特殊的优势。例如,二维小分子由于其动态和可逆的非共价键相互作用而具有显着的自组织行为,因此可以通过溶液处理在大面积上形成高质量的超薄晶体。另一方面,可以通过定制丰富的构建基块以创建二维聚合物来合理地设计和合成二维结构。设计和调整结构的能力极大地丰富了二维纳米材料,并赋予它们有希望的电子/光电特性。此外,有机半导体以优异的柔韧性,分子多样性和溶液加工性被广泛展示了高性能电子产品。因此,将二维材料架构和有机电子学的优点相结合对下一代电子学的发展至关重要。
有机分子晶体代表了用于电子和光子应用的一类重要材料。与散装材料相比,单层可以有效消除层间筛选,因此提供了一个理想的系统来直接探测电荷传输的障碍和界面的影响。此外,载流子注入和调制都将变得更加有效,可以大大提高有机场效应晶体管(OFETs)的性能。因此,二维分子晶体可以为层状材料和异质结构的应用开辟新的范例。
在这里,我对电子和光电子设备应用的二维有机材料进行了调研,尤其是如何制备大面积、高质量和单层的二维有机材料。
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