在漫长的人类物质文明的进程中，总有那么一条主线贯穿始终：那就是道法自然。这道便是人们所掌握的原理以及手段。分子间相互作用的间距对物质性质及功能的影响至关重要。自然界光合生物仅仅用少数的几类色素分子便实现了光的捕获，能量传递和电荷分离的过程，最终演化出一个丰富多彩的生命世界。
对光合反应系统的结构和功能的深入研究揭示，光合系统只是通过调控色素分子间的聚集方式和相互作用的距离，就能够让相同的色素分子承担不同的角色。物理学家通过实现硅原子间的共价成键作用，制备了半导体三维晶体材料，在原子轨道分裂能级的基础上实现了能级连续的导带和价带，并形成了光学跃迁的能隙。进一步引入P-N结电场，实现集太阳光捕获、电荷分离及电流输出的无机类半导体光伏电池。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）翁羽翔研究组和长春应用化学研究所的闫东航课题组合作，开展有机小分子晶体薄膜光生载流子形成机理研究，应用飞秒时间分辨中红外及可见-近红外谱段瞬态吸收光谱结合其他手段，证明了有机共轭小分子晶体薄膜中存在半导体本征光生自由载流子。在该研究工作中，闫东航课题组利用自创的分子束弱外延生长的方法制备酞菁锌晶体薄膜。
和由直接蒸镀法制备的薄膜相比，弱外延生长方法制备的酞菁锌晶体薄膜分子间距在晶胞a轴方向上缩短了约0.1Å,并且大大提高了薄膜的结晶度。超快光谱实验研究表明，光激发在直接蒸镀的薄膜中仅仅是激子激发，而在弱外延生长的薄膜中能够产生带隙激发的自由载流子。从而证明了有机小分子晶体半导体薄膜光激发能够形成本征光生自由载流子。分子间距只是0.1Å的变化就能驱使材料的电子态由孤立的分子轨道变成连续的能带。
针对以上争议，项目组对弱外延生长和直接蒸镀的酞菁锌薄膜开展稳态与超快时间分辨中红外、近红外及可见光谱学研究。原则上时间分辨太赫兹光谱和超快时间分辨中红外光谱都能够用于本征态光生载流子的测量，其差别在于前者只能给出瞬态光电导的信息，而后者能够依据物质红外光谱指纹特征，结合可见及近红外谱段的信息，不仅能够探测到光生自由电子，还能够探测到相应的空穴。