雙鍵及側鏈效應對苯并噻二唑共軛聚合物光電性質影響研究.pdf

1、聚合物半導體材料具有種類多，質量輕，可溶液加工和柔性好等優(yōu)點，在構筑大面積柔性器件方面具有廣泛的應用前景。除了共軛聚合物的電子給體和電子受體單元，單元之間的鍵連接方式和側鏈的取代位置也對共軛聚合物的性質有很大的影響。本文設計、合成了一系列穩(wěn)定性良好的D-A型共軛聚合物，通過吸收光譜、電化學、理論計算和制作場效應器件的方法，系統(tǒng)的研究并分析了雙鍵作為鏈接單元對不同側鏈取代位置的苯并噻二唑類聚合物的能級、分子結構和場效應性能影響。
　

2、　本論文包含以下兩個方面：
　　①設計、合成D-A型共軛聚合物DA1、DA2和DA3。研究結果表明，雙鍵的引入能夠有效的提高聚合物DA2、DA3分子骨架的共平面性，帶隙明顯降低，帶隙的降低主要來源于分子的HOMO能級的提高。制備三種聚合物的底柵頂接觸結構的場效應晶體管，都展現(xiàn)出典型的 p型性能。噻吩單元之間以σ鍵為鏈接方式的DA1，分子骨架出現(xiàn)扭轉，空穴遷移率僅為1.4×10-4cm2/(Vs)；將雙鍵引入到噻吩單元之間，DA2由

3、于平面性增強，空穴遷移率增加到2.1×10-3cm2/(Vs)；DA3分子在苯并噻二唑與噻吩單元之間引入雙鍵，遷移率最高達到0.024cm2/(Vs)。通過XRD和AFM觀察聚合物的結構與形貌，160oC退火處理后，三者的結晶性增強，但沒有觀察到一定規(guī)模結構規(guī)整的堆積形態(tài)。
　?、跒榱搜芯總孺湆曹椌酆衔锕怆娦再|的影響，在上述研究的基礎上，設計、合成了聚合物DA4、DA5和DA6。研究表明，側鏈取代位置的變化導致DA4和DA5光譜

4、與電化學性質變化。其中，DA5的變化最為明顯，雙鍵的引入、并沒有增強DA5平面性，相反，DA5的溶液/薄膜的光譜吸收比DA4分別藍移了5nm、35nm，帶隙因此上升到2.00eV。三種材料的晶體管同樣展現(xiàn)了典型的p型性能，DA4遷移率僅為1.2×10-6cm2/(Vs)；DA5遷移率下降至0.7×10-6cm2/(Vs)；DA6的遷移率為0.011cm2/(Vs)。對比DA4與DA1，DA5與DA2，DA4、DA5的場效應性能有著顯著的