研究背景

随着后摩尔时代的到来，集成电路工艺已越来越逼近器件物理极限。在此背景下，利用光子或光波作为信息处理和传输介质的光子集成技术和光子芯片应运而生。与传统电子芯片相比,光子芯片具有处理速度快、信息失真小、消耗能量少等优势，有望实现实现巨量信息的精准获取、高速传输及并行处理，光子学领域已经成为推动信息技术进步的关键力量。低维有机半导体晶体因其尺寸可调和可定制的物理化学特性，在新一代高性能光电器件构筑中展现出巨大潜力，尤其是在光产生、光传输、光信号转换和光探测等方面。这篇文章为探索低维有机半导体材料在光子技术中的应用提供了系统性指导，并预示了该领域未来的研究和应用潜力。

本文亮点

1. 系统地总结了这些材料在光生成、光传输、光信号转换和光检测四个关键领域的应用，分析了它们在光子集成电路中的潜在优势。

2. 介绍了有机半导体晶体在可控合成，如“T”型有机异质结构、双层滑动异质结构等创新性设计，实现了低阈值激光和单模激光发射，并展现出优异的光学性能。

3. 讨论了有机半导体晶体的复杂结构集成和在多功能光子器件应用中的挑战，并展望了未来可能的研究方向，为光子技术的发展提供了新思路。

基金支持：

本工作得到了国家自然科学基金（52173177、52473314、52403385）、江苏省自然科学基金（BK20230010、BK20240827）、国家博士后创新人才支持计划（BX20240249）、中国博士后科学基金（2023M742525）和江苏省卓越博士后人才资助计划（2024ZB172）的支持。此外，本工作还得到了苏州市功能纳米与软物质研究院、苏州市纳米科技协同创新中心、“111”项目、碳基功能材料与器件国际联合研究实验室和苏州大学“仲英青年学者”的支持。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s44275-024-00010-3

通讯作者简介

王雪东（通讯作者）：苏州大学特聘教授、博士生导师。在分子光子学低维晶体的非共价合成这一领域开展了从精准合成、功能实现到理论机制阐明的基础性科学研究工作，相关研究成果以第一或通讯作者身份发表学术论文119篇，其中包括1篇Nat. Chem.、5篇Nat. Commun.、5篇J. Am.Chem. Soc.、8篇Angew. Chem. Int. Ed.、5篇Adv. Mater.等，全部论文他引5000余次；获得授权中国发明专利13项。主持江苏省杰出青年基金项目和国家自然科学基金面上项目（3项）等。曾获中国化学会纳米化学新锐奖、教育部“长江学者奖励计划”青年学者等荣誉称号。

吕强（通讯作者）：苏州大学，功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）廖良生教授课题组-博士后。围绕二维有机异质晶体的可控构筑及其光子学研究展开科研工作，相关研究成果以第一或通讯作者身份发表在Nat. Chem.，Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，CCS Chem.，Adv. Funct. Mater.，Sci. Bull.，Small，Sci. China Mater.等国内外重要学术期刊。主持国家自然科学基金青年基金、江苏省自然科学基金青年基金、博士后面上项目；获得国家博士后创新人才支持计划、江苏省卓越博士后计划。