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1、D-A型共軛聚合物是一類(lèi)理想的應(yīng)用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體材料,由于其具有多樣的分子設(shè)計(jì)、易于調(diào)控的能級(jí)、可大面積溶液成膜等優(yōu)點(diǎn),獲得廣泛的關(guān)注。異靛藍(lán)及其衍生物分子骨架具有較好的平面性,作為受體單元合成的D-A型共軛聚合物具有良好溶解性及場(chǎng)效應(yīng)性能,是現(xiàn)在研究較為深入的結(jié)構(gòu)單元之一。且與不同的給體合成聚合物可以調(diào)控分子的能級(jí),實(shí)現(xiàn)不同傳輸類(lèi)型。本論文設(shè)計(jì)合成了以氮雜異靛藍(lán)衍生物作為受體單元的多個(gè)聚合物,并對(duì)其熱穩(wěn)定性、光學(xué)性能、電化
2、學(xué)性能、場(chǎng)效應(yīng)性能做了一系列研究,主要內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
(1)從異靛藍(lán)(IID)和苯并二吡咯二酮(BDP)單元出發(fā),將IID的C=C雙鍵的地方接入BDP單元,引入吡啶基替換IID上的苯環(huán),合成了一個(gè)全新的受體單元氮雜異靛藍(lán)類(lèi)衍生物(BABDP),延長(zhǎng)了有效共軛長(zhǎng)度,降低了聚合物的LUMO能級(jí)。其次在BDP的N烷基鏈位點(diǎn)處接入支鏈烷基鏈,增加了聚合物的溶解性。并以并噻吩錫(TT)和乙烯基噻吩錫(TVT)為給電子體,獲得了窄帶
3、隙的P1和P2兩種聚合物,光學(xué)帶隙分別為1.26eV和1.23eV。場(chǎng)效應(yīng)性能測(cè)試表明:P1和P2在空氣中和真空腔室中均表現(xiàn)為雙極型傳輸特性,P1的最高空穴和電子遷移率分別為6.67×10-2cm2V-1s-1和1.81×10-1cm2V-1s-1;P2的最高空穴和電子遷移率分別為1.97×10-1cm2V-1s-1和1.74×10-1cm2V-1s-1。
(2)通過(guò)選擇帶有電負(fù)性的給體單元3,3'-二氟聯(lián)噻吩錫(2FBT)和
4、氰基乙烯基噻吩錫(TCNT),制備了P3和P4兩種聚合物,研究了給-受體共軛聚合物中給體單元對(duì)聚合物HOMO和LUMO能級(jí)的影響。循環(huán)伏安法測(cè)試結(jié)果表明:P3和P4的HOMO和LUMO能級(jí)均有所降低,且其LUMO能級(jí)均低于-4eV。以P3和P4為有源層制備的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件在真空環(huán)境下表現(xiàn)出電子傳輸特性(n-channel),P3和P4的最大電子遷移率分別為7.81×10-2cm2V-1s-1和4.66×10-2cm2V-1s-1。
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