哈工大（深圳）赵维巍教授团队在柔性电子和量子材料领域取得系列进展-哈尔滨工业大学（深圳）科学技术处

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哈工大（深圳）赵维巍教授团队在柔性电子和量子材料领域取得系列进展

Date: 2022-03-22

【哈工大（深圳）宣】（材料科学与工程学院/文、图）近期，哈工大（深圳）索维奇智能新材料实验室赵维巍教授团队在国家自然科学基金、深圳市科技计划等项目的支持下，在钙钛矿发光材料、拓扑材料、柔性印刷电子材料与器件等研究中取得一系列重要进展，相关成果发表在《ACS能源快报》（ACS Energy Letters）、《应用催化B》（Applied Catalysis B）、《ACS应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）、《物理化学快报》（Journal of Physical Chemistry Letters）、《材料化学杂志C》（Journal of Materials Chemistry C）和《ACS应用纳米材料》（ACS Applied Nano Materials）等国际主流刊物上。

配体调控与界面改性制备高效率钙钛矿发光二极管

具有窄发射线宽的CsPbBr3纳米片（NPL）有望应用于色彩饱和蓝光发射层，但其电致发光性能受限于较差的载流子传输效率。短链配体封端的NPL可以有效改善载流子注入能力，但是配体链长的减小会使得NPL厚度的准确控制更具挑战性，导致难以获得所需的发射波长。团队提出“富铵（NH4+）”配体包覆策略，有效控制了晶体生长动力学并钝化表面缺陷，制备获得了具有可控发射特性的短配体（丁胺和肉豆蔻酸）封端的CsPbBr3 NPL。此外，使用短共轭配体苯乙胺溴进行后处理，进一步提高了NPL的电学性能和发光效率（薄膜光致发光量子产率超过80%）。所制备NPL LED最大外量子效率为2%（463 nm），为迄今为止文献报道中该种材料的最高值。该工作从材料和器件的角度为实现高效、稳定的蓝光钙钛矿LED提供了有效的策略和深刻的理解，并作为杂志封面文章发表在《ACS能源快报》（IF：23.1）。哈工大（深圳）为第一单位，博士研究生王浩然为第一作者，赵维巍教授和南方科技大学王恺副教授为共同通讯作者。

在此基础上，团队发展了一种新型的十二烷基硫酸钠-氧等离子体（SDS-OP）界面钝化策略，抑制了界面的激子猝灭，同时改善了空穴注入效率。所制备CsPbBr3 LED的最大外量子效率从0.052%提高到2.5%，FAPbBr3 LED从5.6%提高到7.6%。该项研究发表在《ACS应用材料与界面》（IF:9.2）上。哈工大（深圳）为第一单位，博士研究生王浩然为第一作者，赵维巍教授与上海大学杨绪勇教授、南方科技大学陈锐教授为共同通讯作者。

拓扑量子材料及拓扑催化应用

团队利用外尔半金属的费米弧表面态作为析氢反应的催化平台，提出了拓扑量子催化的新概念，通过理论计算预测了一种狄拉克半金属-VAl3具有良好的析氢催化性能，并提出通过掺杂调节表面态能级的方法提升析氢性能，理论计算的结果也得到了实验方面的验证。该成果发表在国际物理化学知名期刊《物理化学快报》（IF:6.5）上。哈工大（深圳）为第一单位，博士研究生孔祥鹏、蒋涛为共同第一作者，赵维巍教授与邱华军副教授为共同通讯作者。

团队通过理论计算设计出具有颠覆性的新型催化剂并揭示其能源催化中的反应机理，解释了Mn元素对于RuO2析氧反应催化性能的调控机理。该研究发表在《应用催化B》（IF：19.5）上。哈工大为第一单位，博士研究生牛思琪、孔祥鹏为共同第一作者，赵维巍教授与校本部徐平教授为共同通讯作者。

柔性印刷无机半导体材料及电子皮肤

无机半导体固有的刚性严重限制了它们的应用范围并降低了其器件耐久性。团队发展了一种纸基无机半导体材料的印刷制备技术，显著提高了无机半导体的柔韧性。此外，所制备的无机半导体薄膜具有优异的水储存稳定性。该工作作为杂志封面文章发表在《材料化学杂志C》（IF:7.4）上。哈工大为第一单位，博士研究生袁云欢为第一作者，赵维巍教授与校本部徐杰教授为共同通讯作者。

借鉴上述纸基无机半导体制备经验，团队提出了一种结合荧光隐形墨水和人工智能的纸张信息保护方案：只有在UV曝光后，才能使用经过特殊训练的神经网络读取正确的信息。此外，该方案可以设计不可预测且高度复杂的密码簿，以进一步提高信息安全性，这一智能策略为高级纸质信息加密提供了新机遇，也为无机半导体材料和人工智能的应用提供了新思路。该工作发表在《ACS应用材料与界面》(IF:9.2)上。哈工大为第一单位，博士研究生袁云欢为第一作者，赵维巍教授、李康助理研究员与校本部徐杰教授为共同通讯作者。

可拉伸纳米复合材料具有形状及性能可调特性，有望应用于生物电子学、电子皮肤和人工智能设备等领域，因此获得研究人员广泛关注。团队首次提出并证明了纳米复合材料中由拉伸诱导的导电-介电转变，并制备和测试了一种在人的指关节处可重复使用的电子皮肤开关，该种开关的性能表现出导电-介电转换的可逆性和可重复性。该研究发表在《ACS应用纳米材料》(IF:5.1)上。哈工大（深圳）为第一单位，博士研究生冯鹏栋为第一作者，赵维巍教授为通讯作者。（编辑谢梁晖审核张惠屏）