基于氮雜異靛藍衍生物的共軛聚合物的合成及其場效應(yīng)晶體管性能的研究.pdf

1、D-A型共軛聚合物是一類理想的應(yīng)用于有機場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體材料，由于其具有多樣的分子設(shè)計、易于調(diào)控的能級、可大面積溶液成膜等優(yōu)點，獲得廣泛的關(guān)注。異靛藍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，實現(xiàn)不同傳輸類型。本論文設(shè)計合成了以氮雜異靛藍衍生物作為受體單元的多個聚合物，并對其熱穩(wěn)定性、光學性能、電化

2、學性能、場效應(yīng)性能做了一系列研究，主要內(nèi)容與實驗結(jié)果如下:
　　(1)從異靛藍(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)，合成了一個全新的受體單元氮雜異靛藍類衍生物(BABDP)，延長了有效共軛長度，降低了聚合物的LUMO能級。其次在BDP的N烷基鏈位點處接入支鏈烷基鏈，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，光學帶隙分別為1.26eV和1.23eV。場效應(yīng)性能測試表明: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)通過選擇帶有電負性的給體單元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聚合物HOMO和LUMO能級的影響。循環(huán)伏安法測試結(jié)果表明:P3和P4的HOMO和LUMO能級均有所降低，且其LUMO能級均低于-4eV。以P3和P4為有源層制備的有機場效應(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。