噻吩修飾的有機(jī)半導(dǎo)體材料的分子設(shè)計(jì)、合成與性質(zhì)研究.pdf

1、本論文主要研究了噻吩修飾的有機(jī)π共軛材料的分子設(shè)計(jì)與合成，并對(duì)得到的半導(dǎo)體材料進(jìn)行了光學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)、單晶及器件性質(zhì)表征。探討了這些新材料在光電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用前景。論文共分為五章：
　　 首先綜述了有機(jī)半導(dǎo)體材料的研究進(jìn)展，概述了有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)展，總結(jié)了常見(jiàn)的有機(jī)半導(dǎo)體材料及在器件中的性質(zhì)表現(xiàn)。
　　 第二章中結(jié)合噻吩基團(tuán)和并五苯骨架，設(shè)計(jì)并合成了噻吩修飾的并五苯和蒽并噻吩衍生物，并對(duì)新分子進(jìn)行了溶解度、光學(xué)、電

2、化學(xué)、熱學(xué)、理論計(jì)算和單晶性質(zhì)的表征，討論了分子的構(gòu)效關(guān)系。通過(guò)在并五苯的6，13位或蒽并噻吩的5，12位分別引入不同的寡聚噻吩取代基很好地提高了分子的空氣穩(wěn)定性，烷基鏈的引入不但改進(jìn)了分子的固態(tài)堆積，而且大大提高了分子的溶解度，兩個(gè)系列的分子可能會(huì)在有機(jī)光電子器件中表現(xiàn)出較好的性能。
　　 第三章中詳細(xì)介紹了一系列新型并噻吩五元雜環(huán)酮有機(jī)半導(dǎo)體材料的分子設(shè)計(jì)與合成方法，并詳細(xì)地研究了系統(tǒng)地取代基變化對(duì)分子的光學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)、

3、液晶性質(zhì)、晶體堆積和有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)性質(zhì)的影響。新材料在普通的有機(jī)溶劑中具有很好的溶解性和空氣穩(wěn)定性。取代基為正己基的新化合物為p型半導(dǎo)體。當(dāng)基底溫度為80℃時(shí)，遷移率達(dá)到最高，平均遷移率可達(dá)9.3×10-3cm2/Vs，開(kāi)關(guān)比為4×106，顯示了較好的器件性能。當(dāng)器件在空氣中放置30天后，遷移率仍可達(dá)到3.54×10-3cm2/Vs，開(kāi)關(guān)比仍然保持在105-106的數(shù)量級(jí)，顯示了較好的穩(wěn)定性。該系列化合物在有機(jī)光電子器件中

4、表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。
　　 第四章中設(shè)計(jì)并合成了蝴蝶型七元苯并噻吩骨架，在四個(gè)末端噻吩的α位靈活地引入不同長(zhǎng)度的烷基鏈，既提高分子的溶解性，又使我們能夠系統(tǒng)地研究取代基對(duì)化合物性質(zhì)的影響。我們采用三氯化鐵氧化一步成環(huán)的方法簡(jiǎn)單高效地構(gòu)筑了七元苯并噻吩骨架，該系列分子的光學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)顯示，它們具有很好的溶解性和高的熱學(xué)、光學(xué)穩(wěn)定性。在溶液和固體狀態(tài)時(shí)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的熒光，具有較好的發(fā)光性能。單晶結(jié)構(gòu)顯示它們呈特殊的蝴蝶形狀