探究杂原子效应在双自由基分子中的影响机制及光电器件

发布时间：2021-12-17 00:08

　　近年来,含有未配对电子的有机自由基分子在分子电子学、自旋电子学和有机电子器件以及其他潜在的相关应用中具有较强的吸引力。其中,双自由基分子由于其开壳态和闭壳态之间特有的共振结构,如较低的能带间隙和较强的分子间自旋相互作用等,受到科研工作者广泛的关注,越来越多的研究者致力于探究双自由基化合物的合成方法和性质。双自由基化合物本身的不稳定性,限制了此类化合物的电子应用。一般来说,双自由基类化合物的基态电子结构可以通过特征参数（y₀）来量化,y₀的取值范围为0（闭壳态）至1（开壳态）。迄今为止,研究者们已经提出了几种用于调节双自由基特性的方法,例如,调节化合物的共轭长度,通过给体或受体基团进行取代等,但是没有人研究过杂原子替换对双自由基特性的影响。此外,大多数物理性质与双自由基性质之间的关系主要限于理论预测。本论文受到杂原子取代的有机半导体的启发,设计以吡咯并吡咯二酮（DPP）为核心,并通过呋喃,噻吩和硒吩三种五元杂环进行替换,合成了基于DPP的双自由基类化合物,并探究了杂原子效应对光谱吸收,能带间隔和电子器件性能的影响。本论文的主要内容包括以下两个方...

【文章来源】： 电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 双自由基材料的发展概述
        1.2.1 双自由基材料的结构发展
        1.2.2 双自由基材料在电子器件上的应用
    1.3 吡咯并吡咯材料二酮类材料应用
        1.3.1 体异质结太阳能电池
        1.3.2 有机场效应晶体管
        1.3.3 荧光化学传感器
        1.3.4 双光子吸收
    1.4 本论文的设计思想及研究内容
第二章 基于双自由基材料的表征方法及依据
    2.1 引言
    2.2 表征方法
        2.2.1 密度泛函理论计算
        2.2.2 电子自旋共振测试及数据拟合
        2.2.3 变温核磁共振
    2.3 本章小结
第三章 吡咯并吡咯二酮类双自由基杂原子效应的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料和试剂
        3.2.2 材料测试及表征
        3.2.3 合成路线
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 氧化前后吸收光谱对比
        3.3.2 离子状态转换
    3.4 本章小结
第四章 吡咯并吡咯二酮类双自由基化合物电子器件的应用
    4.1 引言
    4.2 薄膜稳定性
    4.3 电化学性质
    4.4 电子自旋共振性质及变温核磁图谱
    4.5 密度泛函理论计算
    4.6 有机场效应管的制备及其表征
        4.6.1 器件制备
        4.6.2 测试及表征
        4.6.3 结果及讨论
    4.7 光电探测器的制备及其性能表征
        4.7.1 光电探测器的制备
        4.7.2 器件性能表征
    4.8 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
读研期间的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]带有噻吩侧基的有机硼小分子电子受体光伏材料 [J]. 刘方彬,刘俊,王利祥.  物理化学学报. 2019(03)
[2]有机场效应晶体管传感器研究进展 [J]. 臧亚萍,狄重安,朱道本.  中国科学:化学. 2016(10)
[3]有机场效应晶体管最新实验研究进展 [J]. 谢吉鹏,马朝柱,杨汀,姚博,彭应全.  微纳电子技术. 2012(05)

博士论文
[1]吡咯并吡咯二酮和苯骈三氮唑类小分子光伏给体的设计合成与性质[D]. 汲长艳.大连理工大学. 2017

硕士论文
[1]吡咯并吡咯二酮(DPP)基共轭分子的设计合成及其光学性质的研究[D]. 应士安.青岛科技大学. 2016
[2]基于苯并噻二唑、吡咯并吡咯二酮的有机光伏材料的合成及其性能研究[D]. 倪美君.湘潭大学. 2011



本文编号：3539052