前言
随着国家产业结构调整和社会对新兴学科人才的需求,国内高等院校近年来陆续增设了功能材料本科专业;有机光电材料作为当今国际上最为活跃的前沿领域之一,随即成为功能材料专业的核心课程或特色课程。目前,出版的有关有机光电材料与器件的书籍中,多以学术专著为主,不太适合作为本科生的基础入门教材。为此,作者团队2014年编写了《有机光电材料与器件》教材,该书被评为“十二五”江苏省高等学校重点教材。
为了与理论课教材相配套,2013年开始编写《有机光电材料与器件实验》实验教材,书中大部分内容来自于编者的博士学位论文或所指导的研究生学位论文,在形成相应的讲义后,通过功能材料本科专业实验多次试用,又经过多次修稿而成。
本实验教材是按照实验教科书的要求编写的。在实验设计上,考虑到本科生的学习理解能力,先从光电材料性能表征着手,再到有机光电器件制作与测试,循序渐进;每个实验均配有思考与讨论题,有助于学生通过实验,进一步理解有机光电材料的基础知识、基本原理及其构效关系;特别是通过一系列有机光电器件制作,犹如研发一个个新型产品,激发学生学习兴趣,有助于培养大学生创新理念和实践能力。
全书共列出32个实验,设计的实验顺序和配套的理论课教材顺序一致。实验一至六介绍物质吸收光谱、荧(磷)光光谱测试、荧光量子产率计算及瞬态荧(磷)光光谱(寿命)的测试;巩固基本知识、掌握光电材料结构与性能之间的关联性。实验七、八介绍荧光检测的实际应用—荧光化学传感器。实验九至十四学习光致变色/电致变色器件制作与测试,使学生切身理解这些产品在分子开关和智能窗方面的应用价值。有机电致发光器件和有机太阳能电池隶属“绿色照明”和“绿色能源”,最具创新创业潜力;实验十六至十九介绍了有机电致发光器件制作与测试技术,实验二十一至二十四介绍全固态太阳能电池和染料敏化太阳能电池制作和测试技术,这些实验将会引起学生极大的兴趣。实验二十七至二十九介绍了与器件封装相关的光刻胶材料与封装技术。有机非线性光学材料与应用,这是一个与激光技术应运而生的领域,本着反映本学科最新知识和新技术,本教材设计了实验三十和三十一。介绍从强光场到弱光场下的双光子过程上转换,这是与常规荧光完全不同的发光机制。此外,实验十五介绍如何使用偏光显微镜观察液晶薄膜材料的形貌结构,了解液晶畴结构与液晶显示性能的关联性。实验二十、实验二十五、实验二十六、实验三十二分别设计了有机场效应晶体管、有机光敏性能测试和有机光存储实验,学生通过动手制作器件,了解其作为“智能卡”、复印机/打印机“光导鼓”和“光盘”的工作原理,激发学生学习兴趣、培养创新理念和创业能力。
2013年作者获得江苏省高等学校重点教材建设资助项目资助,在此项目启动下参考了相关专著和文献,并结合多年来教学和科研的工作完成此稿。其中实验一至十二由王筱梅编写、实验十三至十五由梁作芹编写、实验十六和实验二十至二十二由丁平编写、实验十七至十九由周宇扬编写、实验二十三至二十五由陈硕然编写、实验二十六至三十二由叶常青编写。全书由叶常青、王筱梅和丁平进行了最后的汇总、修改和定稿。
在此,作者特别要衷心感谢国家自然科学基金项目(50273024,50673070,50973077,51273141和51673143)的资助,感谢江苏省高校优秀科技创新团队建设项目和江苏省优秀青年基金项目(BK 20170065)的资助。
借此机会,作者还要感谢实验室全体研究生,他们的研究结果进一步丰富了本教材的内容。最后感谢化学工业出版社给予的大力帮助。
由于编者水平有限,疏漏和不足在所难免,谨请批评指正。
编 者
2017年9月于苏州石湖