半导体单晶材料一直是业界争相研发的方向所在,最近,复旦大学先进材料实验室、化学系赵东元院士课题组提出了一种新颖的同时调控介孔孔道和晶粒取向的方法—溶剂挥发诱导取向自组装方法(evaporation-drivenoriented assembly method),成功合成了均匀的介孔半导体氧化钛微球,实现对半导体孔道及其晶面的双重择优取向。5月8日,相关研究成果(“Radially oriented mesoporous TiO2 microspheres with single-crystal-likeanatase walls for high-efficiency optoelectronic devices”)发表在国际顶级学术刊物《ScienceAdvances》(科学进展)上。该杂志是Science刊物唯一的子刊,是一个涵盖所有学术领域(包括计算机、工程、环境、生命、数学、物理以及社会科学等)的开放性、综合性科学刊物,旨在提供一个顶级的科学研究出版平台,快速发表在整个科学研究领域中具有突破性进展的研究工作。这是我国科技工作者首次在《ScienceAdvances》上发表材料相关学术论文,也是我校首次在Science子刊上发表学术论文。复旦大学先进材料实验室2011级博士生刘勇为该论文第一作者,赵东元院士是文章的通讯作者。同时,Science刊物在首页的“ThisWeek in Science”栏目以“Oriented mesostructure for energy conversion”为题,对该论文进行了亮点报道。
介孔半导体材料由于具有大的比表面、丰富的孔道结构以及晶化的开放骨架结构,在吸附分离、催化、药物负载与传输、能源储存以及光电转换等领域中具有广泛的应用前景。然而目前所报道的介孔半导体的孔道以及晶体取向在微观尺度内都是无序排列的,大大影响了反应物客体与产物分子在半导体孔道内的有效传输与反应。实现简单有效地对介孔半导体材料的孔道以及晶体取向的双向调控是国际相关领域公认的难题,面临的巨大挑战。赵东元院士领导的科研团队巧妙地利用有机体相内挥发的界面驱动力,便可以有效实现对介孔半导体孔道和晶粒取向的双向微观调控。