项目所属科学技术领域、主要科学研究内容、特点及引用、应用情况：有机半导体中具有独特的有别于无机半导体的元激发（激化子）形态，载流子输运机制以及紧束缚的激子状态，课题组无法以无机半导体的现有理论来解释有机半导体中的新的物理问题和物理现象，这也渐渐成为了限制有机半导体器件进一步发展的瓶颈。该项目正是针对这一情况，主要围绕有机半导体中载流子注入、传输和激子拆分、扩散等几个基本物理过程，通过实验分析与理论模型计算相结合的方法，建立了全新的实验测量方法和澄清了相关物理机制。该项目在相关领域发表的70余篇文章被他引近千次，其中提交的20篇论文被他引511次，8篇代表性的论文被他引共315次。该项目的代表性研究成果如下：1、国际上首先通过理论模拟和实验分析相结合的方法验证了载流子界面缓冲层隧穿注入机制。在有机和电极界面处插入缓冲层是一个被普遍采用的提高载流子注入的有效方法。但是学术界对缓冲层的机理一直存在不同的见解，这也制约了研究人员对缓冲层的进一步优化。该项目通过建立全新的界面缓冲层隧穿机制，揭示了缓冲层的普适工作机理，并且根据该机制改变了以往人们对银和金等高功函数金属不适合做阴极的误解，引起了国际同行的广泛关注，其中2004年发表在《应用物理快报》上的关于隧穿机制的文章被他引36次，而与隧穿机制相关的7篇文章总共被他引157次。

2、国际上首次采用瞬态光电压的方法研究了激子界面拆分过程。以往激子拆分的研究大多侧重于激子在有机半导体给体／受体界面的拆分过程，而且缺乏比较直接研究界面激子拆分物理过程的实验和理论的分析手段。该项目在国际上最先发现激子在有机半导体和电极界面也具有很强的拆分效率，发现了激子拆分信号极性发生反转等全新物理现象，并且通过实验和理论分析方法的建立对激子在界面处拆分等物理机制给出了清晰的解释。3、发现了激子扩散和载流子传输的新现象和新机理。该项目发展了一套通过原位光致发光光谱来研究激子在有机半导体中扩散的研究方法，并且通过该方法测量得到了多种有机半导体材料中的激子扩散长度，更重要的是国际上首次确认了在掺杂和非掺杂体系激子扩散长度的差异性，成功地解释了之前国际上己发表的论文中所报道的扩散长度不同的矛盾。在载流子传输方面，该项目通过蒙特卡洛的理论方法得到有机半导体中载流子迁移率与密度的关系，以及掺杂情况下载流子的迁移率。4、通过对半导体相关物理机理的理解，该项目还在有机半导体器件结构优化方面作出了一定的贡献。例如澄清了有机太阳能电池中激子阻挡层的实际功能，通过更换界面缓冲材料将器件稳定性提高了150倍，这一成果在6年多地时间里被他引71次。

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