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在碳基半導體器件研究取得快速進步的同時，目前碳基半導體器件面臨性能偏低、壽命偏短、成本偏高三個關鍵問題，其性能的進一步改善受到嚴重制約。

 

“在碳基半導體器件的主要應用中，金屬/碳基半導體、碳基半導體/碳基半導體、無機/碳基半導體和碳基半導體/空氣這四類關鍵界面對器件的載流子輸運特性和光電轉換過程等有著非常重要的影響。”李述湯說。

 

與會專家強調，從界面科學與工程的角度，圍繞碳基分子界面的基礎科學問題、各種碳基半導體器件中的實際界面問題以及分子界面調控等進行研究，將會有助于碳基半導體器件的完善，加速實現多種碳基半導體器件的實際應用，其意義是難以估量的。

 

 

碳基半導體界面科學與工程方面是一個非常復雜的體系，研究工作涉及多個學科的交叉，需要物理、化學、電子學、信息學和材料學等多學科的研究人員緊密協作。

 

與會專家認為，碳基分子界面的基礎問題及分子界面調控的研究仍處于基礎研究階段，還有許多重大的科學問題亟待解決，而且這些問題決定或制約著有機半導體器件今后的實際應用。

 

如由于材料和界面工程兩方面還普遍存在的一些問題，造成目前有機太陽能電池效率還比較低，嚴重限制了器件應用效率的進一步提高。主要問題包括：有機/高分子材料的低遷移率導致載流子收集效率偏低，光電池界面調控的理論和工藝都不夠完善，對界面激子的分離、傳輸等動力學過程仍缺乏更深層次和系統的理解等，而通過界面調控可實現對器件的效率、壽命和加工性的影響。

 

與會專家討論分析認為，現階段我國碳基半導體的發展應關注以下科學問題：碳基材料的微結構、電子態、載流子和激子的動力學特征及其相互關系；碳基器件界面結構和性能調控手段的研究；碳基器件界面調控過程中的動力學過程模型研究；用于碳基器件界面調控的材料設計與剪裁；對納米尺度材料界面調控的有關物理現象測試表征手段的研究和開發；對界面的調控如何影響器件宏觀行為，并如何向相關應用領域轉移等。 專家強調，關鍵界面的研究和性能調控是碳基半導體納米材料及器件發展的一個重要方向，涉及眾多學科領域，技術手段要求高，急需強化基礎研究力量，加強各相關領域專家學者之間的交流，發展新的實驗方法和理論，逐步攻克碳基材料器件應用中的關鍵科學問題。