该人才吸引计划得到了欧盟(FP7 的玛丽·居里行动)、经济与竞争力部和桑坦德银行的支持。.

你的研究有多少是物理学方面的,又有多少是化学方面的?

材料科学是一门交叉学科,物理学家、化学家和工程师在此携手合作,从不同角度探讨同一问题,共同致力于开发和改进现有材料。材料科学的主要目标是通过创新满足当代社会的需求。目前正在探索的一些课题包括降低设备能耗、提高电池储能容量,以及开发基于可再生能源的系统,从而能够从太阳光、风能和地热能中获取能量。.

 有机半导体有哪些应用?

有机半导体能够巧妙地利用其固有特性(例如价格低廉、柔韧性好、透明轻薄),为我们当今面临的各种问题提供解决方案,从而催生出全新的电子设备理念和设计。有机发光二极管(OLED)便是最好的例证。作为首批实现量产的有机材料器件,OLED 以其显著降低能耗、提升显示质量和缩小物理空间的优势,彻底革新了显示行业。如今,OLED 的应用已遍及移动电话和超薄高分辨率电视,催生出曲面电视和透明显示器等独具特色的解决方案。.

我们在这个领域的发展方向是什么?

包括有机光伏电池(OPV)、场效应晶体管(OFET)和激光器(OSL)在内的一系列器件,非常有希望像OLED一样,在其各自的细分市场中占据主导地位,尽管它们的性能仍然较低,这延缓了它们的大规模商业化。.

OPV或OLED技术的性能能在多大程度上提高?

如今,OLED产业已高度发达,市场上已有高效节能的OLED器件。目前的挑战在于如何完善显示性能,以及如何开发适用于室内空间和建筑应用的照明设备。有机光伏(OPV)技术在某些领域已能与多种光伏技术相媲美,但其整体效率仍有待提高(目前最高效率约为12%,理论上可达到20%至24%)。.

您在卡洛斯三世大学的研究目标是什么?

我正在开发的项目的目标是通过计算方法,详细了解共轭有机材料中激子的动力学,从而提高基于有机材料的电子器件的效率,使其能够商业化。.

他打算如何实现这个目标?

我们将开发一种理论工具,能够更真实地描述有机分子间能量和电荷传输的动力学,从而验证和评估目前实验技术无法获取的信息。这将使我们能够独特地理解控制这些机制的参数,从而节省新化合物合成的时间和成本。具体而言,我们将通过在合成前验证能量转移(ET)和电荷转移(CT)特性来实现这一目标,同时通过辅助描述和调控相关特性,促进新型有机电子器件的设计开发。.

你们的研究采用什么方法?

对于无法获得解析解的体系,描述长期电子转移(ET)动力学最常用的方法是基于随机方法求解泡利主方程,或是基于静态方法从经典分子动力学模拟中提取分子构象,并利用动力学蒙特卡罗方法在冻结快照上预测ET和电荷转移(CT)动力学。本项目旨在将这些不同的步骤整合为一个整体,以减少和避免电子和结构信息的丢失,从而获得对动力学性质的详细预测。.

开展这项研究最复杂的部分是什么?

我认为,研究项目的每一步都至关重要,从最初的构思到实施和验证。项目的每个阶段都需要做出决策,而且方法多种多样,往往是在事先不知道结果的情况下进行的。我认为,本项目最重要的步骤是验证方法论。这将使我们能够引导项目朝着特定的方向发展,并随着时间的推移,将该方法论推广到不同类型的系统中。.

它是否使用了计算方法?这些方法与它开发的MView软件有关吗?

MView是我过去几年一直在开发的一款软件,旨在集中和推广计算方法。目前,它的主要目标是提供辅助分析和可视化(通过OpenGL界面)分子性质和动力学的工具。CONEX程序产生的理论工具也将整合到MView中,从而打造更友好的用户界面,方便其他研究人员使用。.

在 UC3M 的 CONEX 项目框架下进行研究能为您带来哪些好处?

我相信CONEX项目为我提供了一个绝佳的机会,让我能够专注于自己的研究兴趣,开展独立研究,并开发用于研究有机半导体中动态过程的理论工具。UC3M已经证明,它为该项目的成功提供了必要的资金、技术和人员支持。.

在加入 UC3M 的 CONEX 项目之前,您在哪家公司工作?

在加入卡洛斯三世大学(UC3M)之前,我曾在欧洲、美国和巴西的多个卓越研究中心工作。我毕业于坎皮纳斯大学物理系,并在巴西圣保罗大学获得硕士学位。2007年,我在比利时蒙斯大学杰罗姆·科尼尔博士的指导下开始攻读博士学位。在那里,我运用量子力学计算工具研究并表征了超分子主体体系中的电子转移(ET)和电荷转移(CT)过程,最终目标是开发用于有机器件的新设计。博士论文完成后,我加入了佐治亚理工学院让-吕克·布雷达斯博士的研究小组,专注于理解有机场效应晶体管(OFET)中典型有机和无机界面处的电荷转移过程。 2012 年,我加入了比萨大学的 Benedetta Mennucci 博士的团队,在那里,我得以将我以前所学的知识付诸实践,研究生物光捕获复合物中电子转移的特性,为理解植物和细菌的光合作用过程做出了贡献。.

 

来源:马德里卡洛斯三世大学(UC3M)科学信息办公室: http://portal.uc3m.es/portal/page/portal/actualidad_cientifica/noticias/Entrevista_Lucas_Viani

更多视频采访: https://www.youtube.com/watch?v=8sag4MgwyaQ