六方氮化硼(h-BN)上分形晶体C60薄膜的生长及其高效电荷传输特性研究

本研究针对二维材料表面有机半导体薄膜生长机制不明的关键问题，来自国内的研究团队系统探究了富勒烯(C60)在六方氮化硼(h-BN)基底上的分形结晶过程。通过揭示分子间与分子-基底相互作用的平衡机制，成功制备出大尺寸层状晶体薄膜，并构建出具有高电子迁移率和快速光响应特性的光电晶体管，为有机光电器件性能优化提供了新思路。

　　

在光电材料研究领域，二维材料因其原子级平整表面和化学惰性，成为培育高质量有机半导体薄膜的理想基底。最新研究聚焦富勒烯(C₆₀)在六方氮化硼(h-BN)晶体表面的生长行为，发现这种足球状分子会自发形成具有分形特征的层状晶体结构。

通过纳米至微米尺度的系统观测，研究者揭示了分子间作用力与分子-基底相互作用的精妙平衡：适中的吸附能配合高台阶边缘势垒，促使C₆₀分子像搭积木般形成独特的分形岛状生长模式。这种生长机制最终造就了厘米级尺寸、高度有序的多晶薄膜。

更令人振奋的是，基于该薄膜构建的光电晶体管展现出卓越性能：电子迁移率突破常规有机半导体水平，光响应速度媲美无机器件。当光照触发时，器件能在毫秒级完成开关转换，这种"闪电般"的响应特性源于晶体薄膜中畅通无阻的电荷传输通道。

该研究不仅为有机半导体结晶学提供了新认知，更为柔性光电器件、人工视网膜等生物电子应用开辟了材料新路径。就像在微观世界搭建分子乐高，这项技术未来或可帮助制造能与神经细胞对话的仿生光电器件。