文/王云立

在不久的將來，我們生活中會增加這樣一個場景：只要將一層薄薄的有機(jī)材料涂在墻面、玻璃或者衣服上，當(dāng)有電流通過時，就能夠顯示比液晶和等離子更清晰的畫面。這是有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)普遍應(yīng)用的結(jié)果。中科院院士、南京工業(yè)大學(xué)校長（原南郵副校長）黃維及其團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的有機(jī)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)原理、高效制備與光電器件項(xiàng)目，在有機(jī)半導(dǎo)體高性能化和多功能化新理論、新方法及相關(guān)應(yīng)用研究方面取得突破，為有機(jī)半導(dǎo)體的研究建立了指導(dǎo)原則，使其從經(jīng)驗(yàn)摸索階段上升到理性設(shè)計(jì)階段，并帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該項(xiàng)目因此獲得了國家自然科學(xué)二等獎。

20世紀(jì)是硅電子時代，21世紀(jì)則是碳電子時代?；谔荚氐挠袡C(jī)半導(dǎo)體具有獨(dú)特的光電性能，尤其是在柔性化、大面積、低成本以及節(jié)能環(huán)保等方面具有顯著優(yōu)勢，這一國際前沿科學(xué)研究已成為電子信息科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。

據(jù)黃維介紹，有機(jī)半導(dǎo)體是信息領(lǐng)域的一門“新興與交叉學(xué)科”。稱其“新興”，是因?yàn)閺挠袡C(jī)半導(dǎo)體的研究登堂入室到如今總共也不過20多年。過去人們曾普遍認(rèn)為以塑料為代表的有機(jī)材料是絕緣材料。直到20世紀(jì)70年代導(dǎo)電塑料的發(fā)現(xiàn)，才打破了人們的慣性思維，也拉開了有機(jī)半導(dǎo)體研究的序幕。導(dǎo)電塑料的發(fā)明人、美國物理學(xué)家艾倫·黑格教授也因此獲得2000年諾貝爾獎。稱其“交叉”，是因?yàn)樗诤狭诵畔?、材料、化學(xué)、物理、電子等多個學(xué)科。有機(jī)半導(dǎo)體不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體所稟賦的各種功能，而且基于其獨(dú)特的光電性能，可應(yīng)用于顯示、傳感、存儲和光電轉(zhuǎn)換等各個方面，在柔性化、大面積、低成本以及節(jié)能環(huán)保等方面亦有獨(dú)到之處，充分體現(xiàn)了學(xué)科“交叉”之優(yōu)勢。

黃維認(rèn)為，盡管有機(jī)光電子學(xué)被寄予厚望，但較之于我們已經(jīng)熟悉并且相對成熟的硅基電子學(xué)，其探索還停留在“盲人摸象”的感性認(rèn)識階段，缺乏系統(tǒng)認(rèn)識。如何進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、理性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍，實(shí)現(xiàn)“按圖索驥”、“量體裁衣”，在很長一段時間內(nèi)成為困擾學(xué)術(shù)界的一大難題。

在此背景下，黃維團(tuán)隊(duì)聚焦有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件的研究，圍繞有機(jī)光電子的基本物理過程，有機(jī)半導(dǎo)體的分子設(shè)計(jì)、性能和功能，有機(jī)半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性等關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究與創(chuàng)新探索；取得了一系列重要的理論創(chuàng)新成果：揭示了有機(jī)半導(dǎo)體凝聚態(tài)調(diào)控機(jī)理，提出并論證了有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)原理，形成了有機(jī)半導(dǎo)體高性能化和多功能化的新理論、新方法，拓展了有機(jī)半導(dǎo)體在激光、存儲、傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用，為有機(jī)半導(dǎo)體的研究建立了指導(dǎo)原則。連艾倫·黑格教授都稱贊黃維“在有機(jī)電子發(fā)光領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，是有機(jī)電子領(lǐng)域國際領(lǐng)軍人物之一”。

黃維表示，該成果不僅推動了有機(jī)半導(dǎo)體理論的發(fā)展，構(gòu)建了有機(jī)光電子學(xué)學(xué)科框架，使有機(jī)半導(dǎo)體研究工作從經(jīng)驗(yàn)摸索上升到理性設(shè)計(jì)階段；同時推動了有機(jī)半導(dǎo)體在光電子信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

目前，全球?qū)π屡d材料與器件的需求日益迫切，這不僅為有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件研發(fā)提供了用武之地，也為實(shí)際運(yùn)用領(lǐng)域打開了廣闊空間。目前有機(jī)光電子技術(shù)正日趨成熟，并逐漸進(jìn)入社會經(jīng)濟(jì)生活。其中，有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用在顯示屏技術(shù)上，就是為人們所熟知的OLED，即有機(jī)電子發(fā)光器件，這是繼CRT和LCD之后的第三代顯示技術(shù)。

目前全球百余家跨國公司活躍于有機(jī)半導(dǎo)體的研發(fā)制造中，包括三星、索尼、杜邦、西門子、菲利普、巴斯夫等。1月7日，在美國拉斯維加斯國際會展中心開幕的全球最具前瞻性的國際消費(fèi)電子展(CES)上，無論是海信、海爾等中國廠商，還是三星、LG等國外廠商，都不約而同地聚焦于OLED技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣和應(yīng)用。