王海波

男， 吉林大学材料科学与工程学院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1997/09 – 2001/06，吉林大学，物理学院，学士
2001/09 – 2006/06，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，博士
2006/07 - 2008/09，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，助理研究员
2008/09 - 2017/01，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，副研究员
2008/11 - 2011/02，香港城市大学，物理与材料科学系，博士后
2011/03 - 2013/04，德国柏林洪堡大学，物理系，洪堡学者
2017/02 – 今， 吉林大学，材料科学与工程学院，教授

研究领域和兴趣

半导体材料与器件物理

主要业绩

申请人多年来致力于新型半导体材料与器件物理领域的研究，在构建高性能钙钛矿晶体管、新原理型有机晶体管器件、有机薄膜制备技术和有机半导体理论方面取得了原始创新性研究成果。迄今为止，已经发表SCI学术论文70余篇，H因子32，其中包括以第一/通讯作者发表Adv. Mater. 5篇、Science Bulletin 1篇、Adv. Funt. Mater. 1篇和 Appl. Phys. Lett. 6篇，研究工作多次在综述文章中被予以重点评述，总计被引用2900余次。另外，合作出版著作《有机半导体异质结》一部。

研究成果一：高性能的锡基钙钛矿场效应晶体管
我们通过对比不同Sn补偿剂的影响，揭示出了FASnI3晶体管中的高背景载流子浓度不仅来自于Sn2+的氧化和空位，还来自于FA+离子的迁移，这对锡基钙钛矿晶体管提出了新的理解。而采用氟代的低维有机阳离子添加剂制备的锡基钙钛矿晶体管中，FA+和F-离子之间的氢键能够有效的抑制离子迁移，不仅降低了背景载流子浓度，而且提高了晶体管的操作稳定性。有效载流子迁移率达到了30 cm2/Vs，表现出了优秀的操作稳定性。（Advanced Materials 2024，36，2313461）。
我们采用不同浓度和配位能力的离子液体（ILs）作为添加剂来调控锡基钙钛矿材料的生长动力学。离子液体添加剂表现出双重调控功能，不仅能够延缓钙钛矿的生长速率，还可增加成核位点。通过平衡成核密度与生长速率，在低浓度前驱体溶液条件下，成功制备出具有高取向、光滑且无针孔的薄膜，其场效应晶体管表现出较高的载流子迁移率及优异的工作稳定性。该工作揭示了离子液体添加剂在制备锡基钙钛矿薄膜中的关键作用，为制备高性能钙钛矿晶体管提供了一种新的方法。（Science Bulletin 2025, DOI: 10.1016/j.scib.2025.09.009；Small 2025, DOI:10.1002/smll.202508031）

研究成果二：有机弱外延生长方法及有机HEMT晶体管
有机薄膜的制备技术直接关乎到器件性能和工艺条件，在有机半导体商业化的进程上扮演着重要角色。为解决大面积高质量有机薄膜的制备问题，我们发明了有机薄膜的外延生长技术。首先，在非晶衬底上引入光滑且平整的有机诱导层，然后再采用较高的衬底温度在诱导层上生长有机半导体分子，从而实现了有机薄膜的异质外延，能够制备出高取向大面积连续的高质量有机薄膜，器件性能接近于单晶水平。区别于传统的有机分子与单晶衬底间的强相互作用，这种异质外延表现为有机-有机之间比较弱的相互作用，因此，称之为有机弱外延生长（weak epitaxy growth, WEG）（Adv. Mater. 2007, 19, 2168; Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 133508）。
半导体能带工程的典型运用是制备高电子迁移率晶体管（HEMT）。利用能量势阱限制电子分布在一个很薄的区域内，形成准二维电子气体（2DEG），利用该 2DEG 作为传输沟道制备的晶体管具有很高的载流子迁移率。我们借鉴无机半导体中的能带工程的思想，构建有机2DEG及其场效应晶体管，最高电子迁移率达到了10 cm2/Vs。我们采用光学吸收和共振隧穿二极管等手段证明了量子分立化能级和二维电子气的存在。（Adv. Mater. 2017, 29, 1702427）

研究成果三：有机界面电子结构和有机异质结效应
在电子输运过程中，有机异质结界面的电子结构直接影响了电子器件的功能和性能。因此，对于有机半导体异质结特性的研究能够提高我们对器件工作过程的理解和促进器件性能的提高。我们在结晶性薄膜组成的异质结薄膜界面处发现了界面偶极和界面能带弯曲现象，这种界面处的能带弯曲相似于无机半导体异质结，但类型比无机半导体更丰富。通过对不同体系的系统研究，我们将有机异质结分为四类，分别是：耗尽型异质结，累积型异质结，单边电子累积异质结，单边空穴累积异质结。扩展有机异质结效应到有机-无机异质结和金属-绝缘层-有机半导体（MIS）异质结构。研究发现采用合适的无机材料与有机半导体相互作用，也能够调节有机半导体的空间电荷区。（NPG Asia Materials 2010, 2, 69; J. Appl. Phys. 2010, 107, 024510; Adv. Mater. 2014, 26, 925）

研究成果四：有机固溶体半导体
固溶体半导体对于光电子器件的优化特性起着十分重要的作用，其独特优点是可以通过对其组分的控制来实现对材料能带结构的“剪裁”。我们借鉴无机半导体固溶体的思想，选取结构和形状相似的小分子材料，制备了三个体系的无限有机固溶体薄膜，分别是α-6T:BP2T、α-6T:p-6P和BP2T:p-6P。我们对不同混合比例的固溶体薄膜进行了表征，包括形貌、晶格结构、带隙和场效应晶体管性能的变化。通过固溶体薄膜形貌、晶格结构和带隙的连续变化说明了有机固溶体半导体的特征，说明了有机固溶体的物理特征能够通过组分比例而进行调控。（Small 2025, 21, 2410159；J. Phys. Chem. Lett. 2025, 16, 5971；J. Phys. Chem. C 2025, 129, 7560）

代表成果

1. Kai Zhang, Xue Wang, Xiaoyu Zhang, Haibo Wang*, Weitao Zheng, Lijun Zhang, High-performance tin-based perovskite field-effect transistors realized by improving film morphology via bifunctional additives, Science Bulletin 2025, DOI: 10.1016/j.scib.2025.09.009.
2. Kai Zhang, Wenshu Yang, and Haibo Wang*, Regulating Growth Kinetics of Tin-Based Perovskites via Ionic Liquid Additives for High-Performance Field-Effect Transistors, Small 2025, DOI:10.1002/smll.202508031.
3. Beibei Yuan, Jidong Zhang, and Haibo Wang*, Enhancing contact properties in Orgonic thin-film transistors by incorporating organic solid-solution semiconductor buffer layers, J. Phys. Chem. Lett. 2025, 16, 5971.
4. Beibei Yuan, Junliang Yang*, Liqiang Li*, Jidong Zhang, and Haibo Wang*, Infinite Organic Solid‐Solution Semiconductors with Continuous Evolution in Film Morphology, Crystalline Lattice and Electrical Properties. Small 2025, 21, 2410159.
5. Wenshu Yang, Kai Zhang, Wei Yuan, Lijun Zhang, Chuanjiang Qin*, and Haibo Wang*, Enhancing Stability and Performance in Tin‐Based Perovskite Field‐Effect Transistors Through Hydrogen Bond Suppression of Organic Cation Migration. Advanced Materials 2024, 36, 2313461.
6. Xiaowen Yin, Junliang Yang,* and Haibo Wang*, Vertical Phase Separation Structure for High-Performance Organic Thin-Film Transistors: Mechanism, Optimization Strategy, and Large-Area Fabrication toward Flexible and Stretchable Electronics, Advanced Functional Materials 2022, 32, 2202071.
7. Panlong Zhang, Haibo Wang*, and Donghang Yan, Organic High Electron Mobility Transistors Realized by 2D Electron Gas, Advanced Materials 2017, 29, 1702427.
8. Haibo Wang, Patrick Amsalem, Georg Heimel, Ingo Salzmann, Norbert Koch, Martin Oehzelt, Band-bending in organic semiconductors: the role of alkali-halide interlayers, Advanced Materials 2014, 26, 925.
9. Haibo Wang, Feng Zhu, Junliang Yang, Yanhou Geng, Donghang Yan, Weak epitaxy growth affording high-mobility thin films of disk-like organic semiconductors, Advanced Materials 2007, 19, 2168.
10. 闫东航，王海波，杜宝勋，有机半导体异质结--晶态有机半导体材料与器件，科学出版社，2012，北京。

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