窄带隙小分子和连二噻吩酰亚胺聚合物合成及场效应晶体管性能
[Abstract]:Due to its advantages of low cost, light material quality, good flexibility, solution processing and large area preparation, (OFET) has a broad application prospect in the organic electronics industry. The energy level structure and molecular aggregation state structure of organic semiconductor materials determine the operation of the device, air stability and carrier mobility, which determine the performance of OFET. It is of great significance to design and synthesize organic semiconductor materials with appropriate energy level structure. This thesis mainly focuses on the design, synthesis and OFET device performance of new semiconductor materials. The main research contents are as follows: (1) A series of novel A-D-A small molecular compounds W1-W3 have been designed and synthesized. All of these compounds are derived from orthotrithiophene, and the strong electron-pulling groups are composed of 2-dicyano-methylene 3-cyanoyl, 5-trimethyl-2o-5-dihydrofuran (TCF),). (DCV) or 2-ethylrhodanine were used as receptor groups, and their UV-Vis absorption spectra, electrochemistry and OFET device properties were studied. The experimental results show that these compounds have good thermal stability and strong absorption in the visible region. The TCF receptor compound W1 has low LUMO (- 3.74eV) and narrow HOMO-LUMO band gap (1.74eV). The device properties of compound W _ 3 were optimized, and its mobility reached 4.0 脳 10 ~ (-2) cm~2/Vs. (2) after annealing. The quinone structure molecules W _ 4 and W _ 5 with benzodithiophene as nucleus were designed and synthesized, and their thermal stability was obtained. UV-vis absorption, electrochemistry and the performance of OFET devices were studied. The experimental results show that both W _ 4 and W _ 5 have good thermal stability. The low LUMO level (- 4.5eV) and narrow band gap (1.2eV) are typical narrow band gap materials. In addition, it is found that different configurations of quinone structure lead to different stacking patterns of materials in thin films, and that W4 forms H- type stacking in thin films. W5 forms J-type stacking in thin film state. Both W4 and W5 show typical n-type transmission characteristics, and the electron mobility of W4 reaches 1.32 脳 10 ~ (-5) cm~2/Vs, in bottom gate devices. The mobility of W5 has reached 9.30 脳 10 ~ (-4) cm~2/Vs. (3). The polymer W6-W10 with dithiophene imide as its core has been designed and synthesized. Electrochemical and OFET device performance were studied. The experimental results show that the energy level structure of the polymer can be fine-tuned by the introduction of different polymeric monomers. Field effect transistor (FET) test shows that W6 exhibits typical p-type transport characteristics, and the hole mobility after annealing reaches 0.16 cm~2V~ (-1) s ~ (-1). W7 and W8 both show typical bipolar transmission characteristics. The corresponding mobility after annealing is 0.13 cm~2V~ (-1) s ~ (-1) and 4.23 脳 10 ~ (-2) cm~2V~ (-1) s ~ (-1) respectively. The transistor properties of the polymers W 9 and W 10 are being further studied.
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN386;O631
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,本文编号:2305031
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