基于氮杂异靛蓝衍生物的共轭聚合物的合成及其场效应晶体管性能的研究

发布时间：2021-08-04 15:15

　　D-A型共轭聚合物是一类理想的应用于有机场效应晶体管的半导体材料,由于其具有多样的分子设计、易于调控的能级、可大面积溶液成膜等优点,获得广泛的关注。异靛蓝及其衍生物分子骨架具有较好的平面性,作为受体单元合成的D-A型共轭聚合物具有良好溶解性及场效应性能,是现在研究较为深入的结构单元之一。且与不同的给体合成聚合物可以调控分子的能级,实现不同传输类型。本论文设计合成了以氮杂异靛蓝衍生物作为受体单元的多个聚合物,并对其热稳定性、光学性能、电化学性能、场效应性能做了一系列研究,主要内容与实验结果如下:（1）从异靛蓝（IID）和苯并二吡咯二酮（BDP）单元出发,将IID的C = C双键的地方接入BDP单元,引入吡啶基替换IID上的苯环,合成了一个全新的受体单元氮杂异靛蓝类衍生物（BABDP）,延长了有效共轭长度,降低了聚合物的LUMO能级。其次在BDP的N烷基链位点处接入支链烷基链,增加了聚合物的溶解性。并以并噻吩锡（TT）和乙烯基噻吩锡（TVT）为给电子体,获得了窄带隙的P1和P2两种聚合物,光学带隙分别为1.26 eV和1.23 eV。场效应性能测试表明:P1和P2在空气中和真空腔室中均表现... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２有机场效应晶体管工作原理示意图：（ａ）空穴型沟道，（ｂ）电子型沟道??

图１．３空穴传输型ＯＦＥＴｓ的转移及输出特性曲线：（ａ）转移曲线，（ｂ）输出曲线??Ｆｉｇ?１．３?Ｔｒａｎｓｆｅｒ?ａｎｄ?ｏｕｔｐｕｔ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｐ－ｃｈａｎｎｅｌ?ＯＦＥＴｓ：?（ａ）?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｃｕｒｖｅ，?（ｂ）?ｏｕｔｐｕｔ?ｃｕｒｖｅ．??有机薄膜晶体管的输出特性曲线见图１．３?（ｂ），在栅极电压为０时，随着漏极??电压的减小，ＩＤＳ很小几乎为０，此时ＯＦＥＴｓ器件处于“ｏｆｆ态”。当负向栅极电压??在数值上逐渐增大时，且｜Ｖｃ＞ｓ｜＜｜ＶＴＨ｜时，ＩＤＳ仍然很小或几乎为０，这两种状态是??指器件工作在截止区。随着栅极电压在数值上进一步增大，即｜ＶｃｊＳ丨＞｜ＶＴＨ｜且｜ＶＤＳ｜＜??｜ＶＧＳ－ＶＴＨ丨时，会出现垂直于沟道方向的纵向电场的作用，自由载流子在半导体层??和绝缘层界面大量积聚，随着漏极电压在数值上进一步增大，积聚在界面的载流??子会形成导电沟道，从而形成较大的ＩＤＳ。而当栅极电压（ＶＧＳ）不再变化，漏极??电压不断增大，漏极电流（ＩＤＳ）与漏极电压（ＶＤＳ）呈线性变化并不断增大，称器??件工作在线性区。随着ＶＤＳ的增大

ＨＤ－Ｃ３?ＨＤ？Ｃ４??图１．８不同烷基链的异靛蓝结构??Ｆｉｇ?１．８?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＩＩＤ?ｂａｓｅｄ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｌｋｙｌ?ｃｈａｉｎｓ．??１３??


本文编号：3321931