基于吡咯并吡咯二酮的D-A型衍生物的合成及其有機場效應晶體管性質(zhì)研究.pdf

1、DPP（2,5-dihydropyrrolo[3,4-c] pyrrole-1,4-dione，吡咯并吡咯二酮）是構(gòu)建OFETs（有機場效應晶體管）有機半導體材料的優(yōu)選骨架，尤其是基于DPP(Th)2的高性能半導體材料越來越受到人們的關注。本文選擇在DPP(Th)2外并入苯甲醛作為關鍵中間體，合成了兩類新型D-A型DPP衍生物。希望苯和雙鍵的引入能夠有效地延長共軛，在不破壞分子平面性的前提下增強分子間的相互作用；另外，為了增強化合物的溶

2、解度，連接了烷基側(cè)鏈。我們依次進行了熱穩(wěn)定性、光物理性質(zhì)、電化學性質(zhì)的研究，并對兩種材料的OFETs性質(zhì)進行了測試，最后利用XRD和AFM測試對電荷傳輸行為進行了驗證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴引入二腈基乙烯基合成了化合物TM1。計算得到了它的HOMO/LUMO能級和能隙分別為-5.36 eV、-3.81 eV和1.55 eV。OFETs性質(zhì)測試發(fā)現(xiàn)，半導體TM1表現(xiàn)出了很好的雙極型傳輸行為并具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，電子遷移率（?

3、e）和空穴遷移率（?h）在120℃退火后達到最大，分別為0.1680 cm2V-1s-1和0.0154 cm2V-1s-1。XRD測試發(fā)現(xiàn)，化合物TM1呈層狀堆積，根據(jù)第一個衍射峰計算得到層間距為22.1Ao。AFM的測試中，90℃退火后化合物TM1薄膜呈現(xiàn)出連續(xù)的晶區(qū)，120℃退火后薄膜有序度和形貌都沒有明顯的變化。另外，考慮到烷基鏈與OTS的兼容性，化合物分子可能更加趨向于沿著烷基鏈方向采取edge-on的排列方式。⑵引入連有不同取

4、代基的二硫富瓦烯基團，合成了化合物TM2-TM4。計算得到它們的能級和能隙，其中化合物 TM3具有最低的分子能級（HOMO=-4.99 eV；LUMO=-3.77 eV;=1.22 eV），化合物TM4在三者之中最大（HOMO=-4.92 eV；LUMO=-3.63 eV;=1.29 eV）。OFETs性質(zhì)測試中，三個化合物都只表現(xiàn)出 p型半導體材料的性質(zhì)，并在100℃退火后達到最好。其中表現(xiàn)出最高空穴遷移率(?h)的是化合物TM3，為