對稱性破缺驅(qū)動下螺環(huán)芳烴納米晶半導體的多尺度自組裝與光電性質(zhì).pdf

1、有機半導體納米晶是一類新穎半導體材料，集合了有機半導體能帶可設計、晶體排列高度有序、納米效應等優(yōu)勢。本文以對稱性破缺驅(qū)動螺環(huán)芳烴納米晶半導體的可控多尺度自組裝，設計得到了一系列具有豐富光電性質(zhì)的均一納米形貌，利用上述結構的納米效應研究了其在光響應電存儲器件中的應用。本文首先總結了一系列作為智能構筑單元的大體積π系統(tǒng)分子的多尺度自組裝行為及其光電性質(zhì)。針對有機納米結構在熱力學主導下自組裝的特點，通過對超分子作用能量的理論計算，首次提出了準

2、確預測微納單晶形貌的熱力學方法，并將其作為一項基礎工具應用于對稱性破缺誘導的多尺度納米自組裝，為有機納米結構的設計提供了理論方法。隨后，本文以十字交叉型的螺環(huán)芳烴SFX及其衍生物為模型，提出通過熱力學主導下超分子作用力的對稱性破缺策略，實現(xiàn)了對超分子作用力的一次、二次和三次破缺，分別獲得了2D納米片、1D納米線（或準1D納米帶）和3D多面體的多尺度微納形貌，并進一步驗證上述微納單晶形貌預測方法的正確性。本文利用不同表面活性劑在晶面的不同

3、選擇性吸附，成功實現(xiàn)了對3D多面體形貌的動力學可控自組裝，得到了從六面體、八面體到十面體等一系列均一多面體形貌。針對一次破缺中較厚的2D形貌，為了得到適用于有機薄膜器件的2D超薄納米結構，本文結合有機半導體能帶可設計的優(yōu)勢進一步提出了對超分子作用力的深度對稱性破缺，得到了一系列厚度在10 nm量級的均一、能帶可調(diào)、自支撐的多色超薄柔性納米片。該研究工作證明非平面有機半導體的對稱性破缺是設計有機微納晶體多尺度形貌新穎而有效的策略。這一設計

4、理論的提出，不僅豐富了有機納米半導體的形貌，而且為有機納米材料在各領域的推廣做出了有益的貢獻。
　　合成均一納米結構尤其是超薄2D結構是構筑大面積高質(zhì)量薄膜的前提，為有機光電子器件的發(fā)展提供了全新的材料支持和機理解釋的理想模型。本文將制備所得的超薄有機2D結構通過環(huán)境友好的水溶液加工制備成大面積高度結晶有序的均一薄膜。以該薄膜為活性層，利用片層間的納米隧穿效應設計了有機納米二極管，呈非易失性的電雙穩(wěn)態(tài)并伴隨光開關性質(zhì)。這類形狀規(guī)則