新型噻吩類(lèi)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料的合成與表征.pdf

1、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFETs）是以有機(jī)半導(dǎo)體材料為有源層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件。自從1986年第一個(gè)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管問(wèn)世以來(lái)，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管就以其低成本、柔韌性好、可大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。目前大多數(shù)雙極性O(shè)FETs是采用n型和p型有機(jī)半導(dǎo)體材料的混合物或雙層結(jié)構(gòu)制作的，而真正采用單組分的雙極性有機(jī)半導(dǎo)體材料制作的OFETs卻很少。低能帶隙的雙極性有機(jī)半導(dǎo)體材料具有平衡的電子和空穴場(chǎng)效應(yīng)遷移率，具有很大的研究?jī)r(jià)值。本文對(duì)新型噻吩類(lèi)有機(jī)

2、場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料的合成與表征進(jìn)行了研究。文章分為兩個(gè)部分： 第一部分：從分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)的角度入手，在傳統(tǒng)的有機(jī)半導(dǎo)體材料-低聚噻吩的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)（二氰基乙烯基）和給電子基團(tuán)，合成出了受體-給體-受體結(jié)構(gòu)的低聚噻吩類(lèi)雙極性有機(jī)半導(dǎo)體材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該化合物具有很好的溶解性，能溶于二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、四氫呋喃等常用有機(jī)溶劑中。通過(guò)1H NMR、13C NMR、質(zhì)譜、紅外光譜以及元素分析等表征手段證明

3、了結(jié)構(gòu)的正確性。與常見(jiàn)低聚噻吩DH-4T、DH-5T、DH-6T相比，該化合物具有較好的熱穩(wěn)定性，在氮?dú)庵械钠鹗挤纸鉁囟雀哌_(dá)347℃。紫外-可見(jiàn)光譜表明，化合物在三氯甲烷溶液中的吸收范圍幾乎涵蓋了整個(gè)近紫外區(qū)和可見(jiàn)光區(qū)，最大吸收峰為513 nm，與DH-4T、DH-5T、DH-6T的最大吸收峰相比，發(fā)生了明顯的紅移，并由此推算出該化合物的能帶隙僅為1.77 eV。熒光光譜表明，化合物在三氯甲烷溶液中的最大熒光發(fā)射峰為653 nm。通過(guò)循

4、環(huán)伏安曲線(xiàn)我們推算出該化合物的LUMO能級(jí)為-3.70 eV，在-3.00～-4.00 eV之間，有利于電子的傳輸；其HOMO能級(jí)為-5.50 eV，在-4.90～-5.50 eV之間，有利于空穴的傳輸。能帶隙為1.80 eV，由此可以判斷該化合物是一種低能帶隙的雙極性有機(jī)半導(dǎo)體材料。 第二部分：設(shè)計(jì)在分子中引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)吡啶環(huán)，計(jì)劃合成梯形并噻吩類(lèi)n型有機(jī)半導(dǎo)體材料，目前正在嘗試最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征，之前的反應(yīng)中間體有著明確的