在超雙親/超雙疏功能材料的制備、福音表征和性質(zhì)研究等方面，福音發(fā)明了模板法、相分離法、自組裝法、電紡絲法等多種有實用價值的超疏水性界面材料的制備方法。信息行業(yè)需求2012年當(dāng)選發(fā)展中國家科學(xué)院院士。此外，安全利用石墨烯的柔韌性和石英纖維的高強(qiáng)度等優(yōu)點，可以將所制備的GQFs編織成具有可調(diào)片電阻的平方米級GQFF。

由于聚（芳基醚砜）的高分子量，增加該膜表現(xiàn)出良好的物理性能。主要從事納米碳材料、棱鏡二維原子晶體材料和納米化學(xué)研究，棱鏡在石墨烯、碳納米管的化學(xué)氣相沉積生長方法及其應(yīng)用領(lǐng)域做出了一系列開拓性和引領(lǐng)性工作，是國際上具有代表性的納米碳材料研究團(tuán)隊之一。

2003年榮獲教育部全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師稱號，門本同年由他為學(xué)術(shù)帶頭人的光功能材料的設(shè)計、制備與表征獲基金委創(chuàng)新研究群體資助。

土企2015年獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎。Adv.Funct.Mater.2018,28,1705589），福音化學(xué)品（Adv.Mater.2013,25,6752;Adv.Mater.Technol.2016,1,1600067）及病毒（NanoLett.2012,12,3722;Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,5038）等的檢測。

擁有或申請了國際國內(nèi)專利16件，信息行業(yè)需求出版書籍2本，信息行業(yè)需求曾獲全國百篇優(yōu)秀博士論文獎、教育部自然科學(xué)獎一等獎、中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展、中國科學(xué)十大進(jìn)展和首屆科學(xué)探索獎等獎勵?！緢D文導(dǎo)讀】圖1.典型的OFET體系結(jié)構(gòu)的示意圖圖2.OFET中的界面工程（a-c）半導(dǎo)體層內(nèi)的界面（d-f）半導(dǎo)體/電極界面（g-i）半導(dǎo)體/介電界面（j-1）半導(dǎo)體/環(huán)境界面圖3.時間線展示了界面設(shè)計的功能性O(shè)FET的關(guān)鍵發(fā)展圖4.電荷插入層（CIL）的化學(xué)結(jié)構(gòu)（a）金屬氧化物，安全（b）金屬鹽，安全（c）小分子，（d）聚合物和（e）其他材料圖5.高分子電介質(zhì)的改性（a）由初始化學(xué)氣相沉積工藝制成的雙層電介質(zhì)的示意圖（b）界面層和體電介質(zhì)層的分子結(jié)構(gòu)（c）混合電介質(zhì)的垂直相分離的示意性結(jié)構(gòu)（d）示意圖顯示了具有三種介電層的OFET中極化子紊亂和載流子濃度的影響（e）具有2D嵌套六邊形堆積和一維（1D）層堆疊在聚對二甲苯介電層上的幾層三茂薄膜（f）三并茂分子的分子結(jié)構(gòu)（g）聚對二甲苯（頂部）和三茂鐵涂層的聚對二甲苯（底部）柵極電介質(zhì)上蒸發(fā)的OSC膜的原子力顯微鏡（AFM）高度圖圖6.用于修飾金屬電極的SAM的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖7.用于修飾SiO2表面的SAM的分子結(jié)構(gòu)圖8.用于修飾高k無機(jī)電介質(zhì)的SAM的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖9.SAMFEFs的有機(jī)半導(dǎo)體分子設(shè)計（a）顯示SAMFET器件配置的示意圖（b）典型SAMFET半導(dǎo)體的分子設(shè)計策略圖10.SAMFET的OSC的分子結(jié)構(gòu)圖11.半導(dǎo)體層內(nèi)的界面（a）在宏觀水平上，OSC膜中的多晶疇尺寸可從數(shù)十納米到微米（b）在微觀水平上，指導(dǎo)鏈排列的策略，包括機(jī)械拉伸和使用助溶劑，可以增強(qiáng)鏈排列，結(jié)晶相和域內(nèi)電子偶聯(lián)（c）在分子水平上，分子共軛趨于形成π-π堆積，以實現(xiàn)最強(qiáng)的偶聯(lián)圖12.模板介導(dǎo)的結(jié)晶（a）P3HT通過P3HT與模板之間的靜電相互作用沿PSS模板結(jié)晶（b）P3HT與PSS之間發(fā)生靜電相互作用，隨后發(fā)生氫鍵，質(zhì)子化和極化子形成的詳細(xì)機(jī)理（c）電子分散光譜，顯示TMC誘導(dǎo)的P3HT：PSS膜的原纖維結(jié)構(gòu)（d）示意圖顯示了基板上的C8-BTBT膜和PSS模板，在它們之間誘導(dǎo)了分子間的靜電相互作用圖13.多組分系統(tǒng)的相分離（a）相分離的好處（b）描述簡單的兩組分聚合物體系的熱力學(xué)相圖（c）示意圖顯示OSC與絕緣聚合物之間的垂直相分離（d）以O(shè)SC分子作為溝道層，絕緣聚合物作為電介質(zhì)層或保護(hù)層的相分離后的層結(jié)構(gòu)示意圖圖14.將OSC與絕緣聚合物共混（a）OSC的分子結(jié)構(gòu)（b）絕緣聚合物的分子結(jié)構(gòu)圖15.三種將小分子OSC材料與絕緣聚合物共混的代表性方法（a）可溶性DNTT前體的分子結(jié)構(gòu)及其熱轉(zhuǎn)化過程（b）熱退火后的OSC膜的層結(jié)構(gòu)（c）刀片涂層設(shè)置（d）橫截面透射電子顯微鏡（TEM）圖像顯示了共混物159/177的雙層結(jié)構(gòu)（e）偏光光學(xué)顯微照片顯示薄膜的光滑形態(tài)（f）偏心旋涂工藝的示意圖，其中基材的位置遠(yuǎn)離旋涂機(jī)的軸（g）截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像顯示相分離的158/177膜的層結(jié)構(gòu)圖16.通過OSC/介電界面上SAM的表面能控制半導(dǎo)體形態(tài)（a,b）SAM的分子結(jié)構(gòu)和表面能（c）從溶液澆鑄到用不同SAM改性的AlOy/TiOx介電表面上的OSC膜的反射偏振光顯微照片（d）SAM-129改性SiO2表面上的OSC滴鑄膜的AFM圖像圖17.通過OSC/介電界面上的SAM進(jìn)行半導(dǎo)體形態(tài)控制（a）顯示了SAM改良的OFET的設(shè)備配置（b-d）示意圖顯示OSC的成核受有序SAM，無序SAM和低密度SAM影響（e）流動性與SAM覆蓋率的關(guān)系（f）遷移率與晶粒度之間的相關(guān)性，即表面能的函數(shù)圖18.SAM在表面能中的分子結(jié)構(gòu)效應(yīng)（a）根據(jù)界面特性，P3HT的面朝上和（b）面朝上圖19.粗糙度影響（a）疇尺寸相對于電介質(zhì)表面粗糙度的差異（b）低粗糙度和高粗糙度的介電表面頂部的OSC的AFM圖像（c）FET遷移率對各種電介質(zhì)粗糙度的依賴（d）載流子可以繞過界面處的結(jié)構(gòu)缺陷的機(jī)制（e）AFM圖像顯示沉積在S1和S5介電表面上的亞單層和多層OSC的形態(tài)差異（f）FET遷移率對介電粗糙度的依賴性圖20.微結(jié)構(gòu)介電表面對器件性能的影響（a,b）隧道狀配置設(shè)置和納米級帶槽基板的示意圖（c,d）介電基材表面和具有納米結(jié)構(gòu)的相關(guān)聚合物纖維形態(tài)的AFM圖像（e,f）納米溝槽柔性器件和納米級溝槽柔性基板的示意性架構(gòu)（g,h）納米溝槽的聚乙烯基（PVP）和納米溝槽的PVP/SiO2基板的AFM圖像圖21.自結(jié)構(gòu)電介質(zhì)（a）超薄DPA分子在AlN電介質(zhì)表面堆積（b,c）AFM圖像顯示AlN晶體介電表面上的原子梯級和DPA晶體表面上的分子梯級（d）自結(jié)構(gòu)聚合物電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)（e）PAA電介質(zhì)上并五苯覆蓋率不同的并五苯分子的分子取向（f）示意圖顯示多孔模板上的彎月面引導(dǎo)涂層（g）多孔電介質(zhì)PVP/HDA的分子結(jié)構(gòu)（h）無孔和多孔OSC膜的AFM圖像圖22.半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)（a）能級示意圖顯示異質(zhì)結(jié)處的空穴/電子傳輸（b）示意圖顯示了體異質(zhì)結(jié)OFET器件的幾何形狀（c-e）示意圖顯示本體異質(zhì)結(jié)，平面異質(zhì)結(jié)和分子級異質(zhì)結(jié)中的雙極性電荷傳輸圖23.平面雙層結(jié)構(gòu)（a）雙層異質(zhì)結(jié)的分子結(jié)構(gòu)（b）具有不對稱接觸電極的雙層雙極OFET（c）用于弱外延生長（WEG）方法的分子（d）制備雙層異質(zhì)結(jié)的Langmuir-Blodgett（LB）方法（e,f）AFM圖像顯示了CuPc單層和在其上生長的50nm厚F16CuPc膜的形態(tài)圖24.遠(yuǎn)程有序單晶PN異質(zhì)結(jié)（a）從溶液中制備垂直雙層結(jié)構(gòu)的液滴固定結(jié)晶（DPC）方法（b）AFM圖像顯示垂直堆疊的p-n結(jié)（c）雙層異質(zhì)結(jié)的典型轉(zhuǎn)移曲線，顯示出雙極傳輸行為（d）從溶液制備側(cè)向PN結(jié)的方法（e）偏光OM圖像和橫截面SEM圖像，顯示了橫向p-n結(jié)的結(jié)構(gòu)圖25.分子級異質(zhì)結(jié)（a）示意圖顯示不同比率的混合施主-受主堆疊異質(zhì)結(jié)（b）電荷轉(zhuǎn)移配合物的分子結(jié)構(gòu)（c）TCNQ的分子結(jié)構(gòu)（d,e）共晶207的雙極輸運(yùn)行為和單晶結(jié)構(gòu)（f）共晶209-1/209-4的晶體結(jié)構(gòu)（g）共晶210的晶體結(jié)構(gòu)（h）顯示有機(jī)發(fā)光晶體管（OLET）器件的示意圖（i）OLET設(shè)備在（i）白光照射，（ii）紫外線照射和（iii）分別在VG=60V和VD=100V的操作下的光學(xué)顯微鏡圖像圖26.電子從金屬電極注入半導(dǎo)體的示意圖（a）福勒諾德海姆隧道（b）肖特基發(fā)射（c）跳入無序的有機(jī)固體圖27.SAM對OFET中金屬電極的修改（a）在OSC/金屬界面上用SAM修改的OFET的原理圖設(shè)備配置（b）SAM如何調(diào)節(jié)金屬電極的表面偶極子（c）SAM如何影響OSC的膜形態(tài)圖28.TIPS-并五苯在SAM修飾電極表面上的受控OSC成核（a）溶液剪切過程中薄膜生長的示意圖（b）光學(xué)圖像顯示電極上和溝道區(qū)域內(nèi)排列良好的圖案化晶體圖29.OFET中金屬電極的CIL修飾機(jī)理（a）CIL修改的OFET的原理圖設(shè)備配置（b,c）由金屬上的超薄介電層引起的金屬費(fèi)米能變化的兩個主要貢獻(xiàn)：（b）界面處的電荷轉(zhuǎn)移，（c）壓縮靜電效應(yīng)圖30.CNT作為OFET的電極（a,b）用作OFET電極的，切割間隙小于10nm的SWCNT的示意圖和AFM圖像（c）用僅相距幾納米的SWCNT電極探測自組裝堆棧的單層（d,e）OFET裝置中碳納米管陣列電極的示意圖和SEM圖像圖31.用于OFET的石墨烯基碳電極（a,b）具有石墨烯電極和代表性器件結(jié)構(gòu)的并五苯OFET的示意圖和AFM圖像，其中石墨烯-金屬結(jié)受PMMA保護(hù)（c,d）通過堆疊單層石墨烯（SLG），hBN和原始幾層石墨烯（FLG）分別作為電極，電介質(zhì)和頂柵電極制成的紅熒烯單晶FET的示意圖和SEM圖像（e）基于石墨烯-C8-BTBT異質(zhì)結(jié)構(gòu)的垂直O(jiān)FET的器件架構(gòu)（f）石墨烯上C8-BTBT堆積的示意圖圖32.OSC/介電界面上的電荷傳輸物理（a）OFET示意圖（b）2D/3D載流子分布在晶體管的累積層中圖33.柵極電介質(zhì)的聚合物封裝（a）各種雙層電介質(zhì)上官能團(tuán)的電子俘獲效率示意圖（b）無羥基表面修飾劑BCB和Cytop的分子結(jié)構(gòu)圖34.帶氣隙電介質(zhì)的OFETS（a,b）具有自由空間柵極電介質(zhì)的紅熒烯單晶晶體管的器件結(jié)構(gòu)和電性能（c,d）具有氣隙電介質(zhì)的雙極兩通道單晶器件的器件結(jié)構(gòu)和雙極傳輸行為圖35.介電界面對設(shè)備性能的影響（a）由于極性絕緣子界面而引起的載流子定位增強(qiáng)的建議機(jī)制（b,c）不同的SAMs誘導(dǎo)的帶電表面和OSC/介電界面處空間電荷層形成的示意圖圖36.SAM/高k混合電介質(zhì)（a）SAM/金屬氧化物混合材料作為超薄電介質(zhì)和低壓OFET的界面的示意圖（b）電介質(zhì)表面上SAM的一般設(shè)計策略（c）具有不同偶極矩的典型SAM（d）表示Vth偏移的傳遞曲線圖37.對開發(fā)界面工程功能OFET的當(dāng)前趨勢的示意圖圖38.光致變色混合物的界面能圖（a）（左）草圖描繪了典型的光致變色分子;（右）SP的多模光響應(yīng)行為（b）能級圖圖39.光致變色誘導(dǎo)的開關(guān)和記憶效應(yīng)（a）基于P3HT/SP共混物的OFET的示意圖（b）光響應(yīng)存儲設(shè)備的時間相關(guān)行為的一個完整切換周期（c）將存儲單元集成到柔性PET基板上的示意圖（d）掃描共聚焦熒光顯微圖像，顯示P3HT/DAE-Me共混膜的均勻性（e）設(shè)備的多級存儲行為圖40.三種切換機(jī)制（a,b）由無序單層結(jié)構(gòu)變化引起的轉(zhuǎn)換行為（c,d）SP-SAMs的偶極矩變化引起的光開關(guān)行為（e,f）AZO-SAMs的隧穿電阻變化引起的光開關(guān)行為圖41.光敏OSC/介電界面（a）SiO2表面帶有光致變色SP-SAM的OFET的示意圖結(jié)構(gòu)（b）漏極電流的光調(diào)制（c）基于SP-SAM的雙電層（EDL）晶體管的示意圖結(jié)構(gòu)（d）交替使用紫外線和可見光照射設(shè)備的電阻的時間軌跡（e）基于DAE-SAM光敏混合雙層電介質(zhì)的有機(jī)存儲晶體管的示意圖結(jié)構(gòu)（f）根據(jù)光強(qiáng)度對設(shè)備進(jìn)行五個代表性的編程和擦除周期圖42.其他功能性刺激響應(yīng)傳感器（a）由結(jié)構(gòu)化PDMS介電膜組成的OFET壓力傳感器的示意圖結(jié)構(gòu)（b）施加不同外部壓力的基于OFET的壓力傳感器的輸出曲線（c）基于懸浮柵有機(jī)場效應(yīng)晶體管的壓力傳感器的示意圖（d）1000Pa壓力下的壓力耐久性試驗（e）柔性熱傳感器陣列的示意圖（f）熱響應(yīng)性聚丙交酯（PLA）聚合物電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)（g）具有5×4溫度像素的柔性溫度傳感器的照片（h）顯示2D溫度檢測的圖像（i）柔性磁電OFET的示意圖結(jié)構(gòu)（j）混合電介質(zhì)的截面SEM圖像圖43.電荷俘獲誘導(dǎo)的記憶效應(yīng)在OSC中（a）表面電荷轉(zhuǎn)移摻雜（b）電荷轉(zhuǎn)移摻雜（c）用NH3和I2對OFET進(jìn)行化學(xué)氣相處理的示意圖（d）具有NH3摻雜，原始和I2摻雜的OSC的器件的傳輸曲線（e）上轉(zhuǎn)換納米粒子充當(dāng)電荷俘獲位點（f）顯示記憶特性的傳遞曲線（g）用作OSC層的代表性材料的分子結(jié)構(gòu)和OFET中的電荷捕獲元素（h）OSC/聚合物陷阱共混物的好處（i）可重復(fù)的UV寫入/擦除周期圖44.常規(guī)浮動門（a）基于浮柵的OFET存儲設(shè)備的示意圖（b）編程和擦除步驟后p通道OFET的傳輸特性（c）OFET非易失性存儲器單元的示意圖，表明用多金屬氧酸鹽（POM）簇有目的地取代金屬浮柵（d）POM團(tuán)簇的電化學(xué)性質(zhì)（e）傳輸曲線顯示閃存存儲單元的Vth偏移圖45.電荷存儲層（a）具有電荷存儲層的OFET存儲設(shè)備的原理架構(gòu)（b）納米浮門（c）聚合物駐極體電荷存儲層圖46.柔性基板上SAMFET的形態(tài)控制（a-d）混合SAMs形態(tài)和電荷傳輸?shù)挠绊懀╡-h）烷基鏈對結(jié)構(gòu)無序和電荷遷移的影響（i-l）柔性SAMFET圖47.將OSC與絕緣聚合物彈性體共混（a）通過將半導(dǎo)體與聚合物彈性體共混以制成柔性拉伸電子器件的策略（b）絕緣彈性體SEBS和PDMS的分子結(jié)構(gòu)（c）TEM圖顯示在SEBS表面凹陷的P3HT納米纖維束（d）AFM相圖，顯示嵌入透明PDMS彈性體基質(zhì)中的P3HT一維納米線網(wǎng)絡(luò)（e）DPP2T/PS共混物的分子結(jié)構(gòu)（f）用不同濃度比的DPP2T/PS混合薄膜制造的OFET的空穴遷移率（g-j）示意圖和TEM圖像顯示了純DPP2T和DPP2T/PS混合膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)圖48.納米連接效應(yīng)通過CONPHINE方法增強(qiáng)了聚合物半導(dǎo)體薄膜的可拉伸性（a）高度可拉伸和可穿戴的OFET（b）膠片的形態(tài)（c）該形態(tài)由嵌入SEBS納米級網(wǎng)絡(luò)中的OSC聚集體組成，以實現(xiàn)高拉伸性（d）在100％應(yīng)變下的純OSC膜（左）和優(yōu)化膜（中）的光學(xué)顯微鏡圖像。

已發(fā)表包括2篇《Science》在內(nèi)的SCI收錄論文165篇，增加引起了科學(xué)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，增加《ScientificAmerican》、《Nature》、《Science》等期刊和媒體以不同的形式亮點報道過25余次，應(yīng)邀在Chem.Rev.（2篇）、Nat.Rev.Phys.（1篇）、Acc.Chem.Res.（3篇）和Chem.Soc.Rev.（1篇）等國際權(quán)威期刊上撰寫邀請綜述。郭雪峰，棱鏡北京大學(xué)博雅特聘教授，博士生導(dǎo)師。