刘云圻主要从事分子材料的设计、合成,包括π-共轭
小分子、
有机高分子化合物和
石墨烯;以及这些材料在光电子器件中的应用,包括
场效应管和分子器件。总结发展了高性能分子材料的设计思想,提出了性能调控的新方法,发现扩展π体系是实现高迁移率的重要途径,合成了具有优异光电性能的新型π共轭分子材料。首次提出了液态铜
催化剂生长石墨烯的概念,获得了高质量
单晶石墨烯;制备了第一个氮掺杂的石墨烯,实现了对石墨烯
电学性能的调控;开拓了在介电层上直接生长石墨烯的新方法。揭示了界面对器件性能的影响规律,开发了新的溶液法加工技术,实现了器件的多功能化,扩展了分子器件的应用范围。
分子
电子学是今后微电子学发展的方向。分子尺寸器件是实现分子电子学的关键。所谓分子开关就是具有可逆的双稳态的一种量子体系,而分子
整流器则是具有整流性能的纳米器件。本研究以不对称分子为对象,研究分子内电子和能量的转移,探索分子开关的原理性器件。制备结构为
m1/D-A/M2分子整流器原型器件,其中M1和M2分别为STM的针尖。试图从实验上证明整流性能主要来源于分子本身。
有机及聚合物电致发光器件是一种注入型器件,从
电极注入的
载流子在有机层中形成
激子,激子在较低的电压下实现光的发射,发射的光从透明电极一面辐射出来而形成面发射。该器件具有许多优于
无机化合物薄膜器件之处和很强的应用背景,其高亮度、高效率、低压直流驱动、低成本、大面积和彩色显示等优点给现代显示技术展现了辉煌的前景,被普遍认为是有发展前景的下一代
FPD但有机发光也存在一些急需解决的问题:如稳定性差、寿命短等。
场效应管(FET)是通过改变
电场来控制固体材料导电能力的
有源器件,已经成为制造微电子电路、大规模、
超大规模集成电路所不可缺少的重要元器件之一。
无机化合物FET的尺寸已接近小型化的自然极限。为了提高电路的集成度,人们用
有机化合物材料来代替无机
半导体材料制备场效应晶体管。
与无机FET相比,有机场效应晶体管(OFET)的优点为:制备工艺简单、成本低、重量轻和柔韧性好。它有可能被用作
IC卡、
电子商标、存储器、
传感器和有源矩阵显示器,是有机光电子器件和电路的关键元器件。尤其是单分子场效应晶体管,它将是实现分子
计算机的最关键的元件之一。
利用LB膜制备的
气体传感器具有灵敏度高、响应快的优点,有可能获得实际应用。本研究以
有机半导体为材料,制备场效应晶体管和可逆的传感器。提高材料的迁移率和场效应晶体管ON/OFF比以及气体传感器的灵敏度、选择性和寿命。多壁
碳纳米管阵列的制备、
电子器件及性能研究 在
纳米技术的发展中,
纳米电子器件的研制和开发极其关键。作为纳米电子器件的基本构成―
纳米材料,碳纳米管因其奇异的性能,而显示巨大的优势和潜力。这种比钢还硬的管状分子,最重要的用途就是被开发为快速、高效、低耗和耐用的电子器件。从原理上讲,碳纳米管可在电子线路中扮演与硅相同的角色。多壁碳纳米管,每一层具有略为不同的几何尺寸,因而可能具有更复杂的性质。
研究兴趣是制备阵列规整、尺寸均匀的阵列
碳纳米管。利用掺杂等技术可控制备具有特殊结构的一维纳米材料。制备场发射器件,纳米
整流器,组装逻辑电路,纳米场效应晶体管,研究其
电子传输机理和纳米效应。
刘云圻出生于江苏靖江的一个农民家庭,家中共有七名兄弟姐妹,他父亲只有小学文凭,而母亲则目不识丁,尽管家境并不富裕,父母始终非常重视孩子们的教育,希望他们能够通过读书改变命运,最终,这个家庭培养出了六名大学生。