窄帶隙小分子和連二噻吩酰亞胺聚合物合成及場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能.pdf

1、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)由于具有成本低廉、材料質(zhì)量輕、柔韌性好、可溶液加工和大面積制備等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)半導(dǎo)體材料的能級(jí)結(jié)構(gòu)和分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)決定了器件的操作、空氣穩(wěn)定性和載流子遷移率的大小，從而決定了OFET的性能，因此，設(shè)計(jì)合成具有合適能級(jí)結(jié)構(gòu)的有機(jī)半導(dǎo)體材料具有重大意義。本論文主要是圍繞新型半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)、合成及OFET器件性能開(kāi)展研究工作，主要研究?jī)?nèi)容有：
　　（1）設(shè)計(jì)合成了系列新型

2、 A-D-A型小分子化合物 W1-W3，這些化合物都是用并三噻吩作為供體，強(qiáng)的拉電子基團(tuán)由2-二氰基-亞甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氫呋喃（TCF）、丙二氰（DCV）或2-乙基羅丹寧分別作為受體基團(tuán)構(gòu)成，并對(duì)它們的紫外-可見(jiàn)吸收光譜，電化學(xué)以及OFET器件性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這些化合物都有著良好的熱穩(wěn)定性，在可見(jiàn)光區(qū)有著強(qiáng)的吸收。其中 TCF作受體的化合物 W1有著低的LUMO（-3.74eV）和窄的HOMO

3、-LUMO帶隙（1.74eV）?；衔颳3的器件性能最優(yōu)，其退火后的遷移率達(dá)到了4.0×10-2 cm2/Vs。
　?。?）設(shè)計(jì)合成了以苯并二噻吩為核的醌式結(jié)構(gòu)分子W4和W5，對(duì)它們的熱穩(wěn)定性，紫外-可見(jiàn)吸收、電化學(xué)以及OFET器件性能等進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，W4和W5都具有良好的熱穩(wěn)定性，低LUMO能級(jí)（<-4.5eV）和窄的帶隙（1.2eV），是典型的窄帶隙材料。另外，研究發(fā)現(xiàn)醌式結(jié)構(gòu)的構(gòu)型不同，材料在薄膜中的堆積方式也不

4、一樣。W4在薄膜狀態(tài)形成的是H-型堆積，W5在薄膜狀態(tài)形成J-型堆積。W4和W5都顯示了典型n-型傳輸特性，在底柵器件中W4的電子遷移率達(dá)到了1.32×10-5cm2/Vs，W5的遷移率達(dá)到了9.30×10-4 cm2/Vs。
　?。?）設(shè)計(jì)合成了以連二噻吩酰亞胺為核的聚合物W6-W10，并對(duì)它們的熱穩(wěn)定性，紫外-可見(jiàn)吸收，電化學(xué)以及 OFET器件性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，不同聚合單體的引入，可以對(duì)聚合物的能級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)。場(chǎng)