| 学科专业评审组： | 材料科学组 | | 项目名称： | 半导体薄膜断层光谱分析和断层光谱仪 |
| 提名单位： | 中共陕西省委军民融合发展委员会办公室 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 申请人团队的研究方向为有机高分子薄膜的材料物理表征方法。有机高分子薄膜在光电子薄膜器件、化学分离、化学电源等领域有着广泛的应用。薄膜在制备过程中，相变具有显著的时空特性，由此制备的薄膜不同深度位置处往往具有不同的链取向、结晶度、组分分布、微晶尺寸等特征，进而引起不同位置处光学和电学性质的差异。目前，解析不同深度位置处微相结构特性的手段较少、费用昂贵，并且普遍受制于国外仪器公司， 亦无法获得断层光学和电学特性。围绕该科学问题，申请人提出并从实验上实现了薄膜断层光谱分析方法，基于自研的软离子源发明了一系列断层光谱仪器；利用断层光谱研究聚合物凝聚态结构，发现了一种新的波动形式，即薄膜相变动力学诱导的组分波，揭示了多分散聚合物薄膜中的微尺度光学和电学特征，并由此开发了系列新型光学和电学元器件，在这些器件中实现了聚合物“巨跨导”特征，实现了薄膜断层迁移率的测量。申请人的学术成绩为有机高分子材料物理提供了新的分析方法和分析仪器。 |
| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：鲁广昊
排名：1
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：首先提出并从实验上实现了薄膜断层光谱分析方法，基于自研的软离子源发明了一系列断层光谱仪器；进而利用断层光谱研究聚合物凝聚态结构，发现了一种新的波动形式，即薄膜相变动力学诱导的组分波，揭示了多分散聚合物薄膜中的微尺度光学和电学特征，并由此开发了系列新型光学和电学元器件，在这些器件中实现了聚合物“巨跨导”特征，实现了薄膜断层迁移率的测量。鲁广昊为主要知识产权1-10的指导教师和负责人。
- 姓名：卜腊菊
排名：2
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：通过探究聚合物断层光谱及薄膜垂直方向的相变规律，一方面解析并调控了有机光伏电池中给受体的分布，优化了光伏电池中活性层结构。同时，利用传输矩阵光学模型解析了多组分聚合物薄膜中空间光学和电荷分布的特征。提高了光电转换效率。另一方面，针对场效应晶体管的亚阈值摆幅受玻尔兹曼热力学极限制约，其开关特性难以进一步提升这一问题，通过分析晶体管中薄膜的纵向分层结构，提出一种不均匀补偿电场调控策略，构建晶体管的高跨导机制，实现了亚阈值特性与增益性能的协同优化。卜腊菊为主要知识产权5的第一作者和8的通讯作者，也是其他知识产权的共同完成人。
- 姓名：沈子超
排名：3
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：西安工业大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：首先利用等离子体刻蚀对有机薄膜的光谱及颜色进行调控，进而应用于光谱识别。同时，结合断层吸收/反射光谱与时间分辨光谱技术，系统研究了不同液体添加剂在有机太阳能电池活性层中的相演化行为，发现添加剂引起的表面相分离是决定光伏性能的关键因素。接着，系统探究了干涉效应对断层吸收光谱中峰强度与峰位的影响，并提出基于逆传输矩阵的数值计算方法来准确获取活性层的光学常数并对传统的断层吸收测试结果进行校正。沈子超为主要知识产权6的第一作者，是知识产权2和7的重要完成人。
- 姓名：鲁万龙
排名：4
行政职务：无
技术职称：技术员
工作单位：之江实验室
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：首先参与研发将低压等离子体刻蚀与原位紫外-可见吸收光谱结合，测量聚合物的亚层吸收光谱。接着，参与开发一种基于聚合物半导体:绝缘层共混物的印刷方法来制备源-半导体-漏共面有机场效应晶体管。利用断层吸收光谱证实了半导体在薄膜顶部的富集行为，并显著提升了器件的载流子迁移率和开关比。鲁万龙为主要知识产权1和5的重要完成人。
- 姓名：魏鹏
排名：5
行政职务：无
技术职称：助理研究员
工作单位：北京大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：通过将小分子半导体与绝缘聚合物共混，利用垂直相分离形成上层半导体/下层绝缘体的双层结构，制备了具有较高迁移率的有机场效应晶体管器件。通过断层吸收光谱测试，验证了半导体在薄膜顶部的富集行为。进一步通过栅压应力在绝缘层中注入电荷形成驻极体，精确调控阈值电压和接触电阻，显著提升了器件性能与均匀性，并成功应用于数字逆变器电路。魏鹏为主要知识产权8的第一作者。
- 姓名：王钰恒
排名：6
行政职务：无
技术职称：研究员
工作单位：中国人民解放军空军军医大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：首先，参与了有机太阳能电池漂移扩散模型断层电学仿真软件的开发。接着，参与开发基于电感耦合等离子体刻蚀的断层吸收光谱。该技术利用均匀辉光放电产生“软等离子体”，实现了对共轭与非共轭有机薄膜的高分辨率光谱探测，克服了传统电容耦合等离子体的放电不均匀与损伤问题，为有机光电器件的垂直相分离与成分分布研究提供了可靠的分析手段。王钰恒为主要知识产权4和9的重要完成人。
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| 主要完成单位情况： | - 单位名称：西安交通大学
单位贡献：依托校内实验环境和设备条件，学校拥有陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室和教育部物质非平衡合成与调控重点实验室，搭建了完善的微纳加工与材料物性表征公共实验平台。该平台装备了聚焦离子双束电镜系统、磁控溅射机等多种先进设备，能全面表征材料的形貌、晶体结构等基础物性，满足了微纳器件制备和基础物性表征测试的需求，为项目研究提供了基础条件。依托多领域学科间的交流合作，学校的学科交叉人才培养联合指导与考核评价机制，成立学科交叉学位评定委员会，设立复合型人才培养项目。这种学科交叉融合的环境，有利于断层光谱仪器研究项目汇聚化学、物理学、电子科学等多学科领域的专家，从不同学科视角开展研究，为项目提供了多元化的研究思路和方法。依托校内博士研究生交叉培养项目，通过学科交叉模式培养了众多具有独立创新能力和开阔国际视野的人才，一批跨学科人才参与到断层光谱仪器研究中。这些人才具备多学科知识背景，能够在项目中发挥桥梁和纽带作用，为项目研究提供了人才储备和创新活力。
- 单位名称：陕西谱光微视科技有限公司
单位贡献：公司致力于空间分辨、时间分辨的原位在线检测的光谱仪，目前已推出薄膜微尺度光电特性相关的原位断层光谱仪、追踪溶液或薄膜变化过程的动态光谱仪、通用型光谱仪。目前，公司的薄膜断层光谱、时间分辨动态光谱仪、薄膜粗糙度成像系统、薄膜PL成像系统、薄膜厚度成像系统、薄膜粗糙度成像系统均获得了行业内的广泛认可。公司拥有多项专利技术，如利用等离子体测量有机薄膜断层吸收光谱的装置，具备操作简单、成本低、分辨率高、体积小等优点，有助于为薄膜结构分析、光电器件性能优化提供支持。公司推出了原位断层光谱仪、动态光谱仪、通用型多光谱仪、在线膜厚监测光谱仪等多个系列产品。其中，原位紫外可见断层光谱仪、原位反射断层光谱仪和原位红外断层光谱仪，可用于有机半导体和电介质薄膜的垂直结构和断层光电功能分析；时间分辨光谱仪可原位获得旋涂过程中多种光谱的动态变化，时间分辨率小于1ms。通过为高校和科研机构提供光谱仪产品和测试服务，为相关专业的学生和科研人员提供了先进的研究工具，有助于培养他们在光谱分析、材料表征等方面的研究能力，为行业发展培养了专业人才。公司成立大学生实践基地，让见习生接触到前沿的光谱技术和实际研发生产流程，参与到原位断层光谱仪等产品的研发、生产与销售等工作中，积累实践经验，提升专业技能，为未来职业发展打下坚实基础。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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