A-D-A型共轭小分子合成及溶液加工的场效应晶体管性能

发布时间：2023-04-28 04:17

　　基于给体(D)和受体(A)单元的小分子设计是制备高性能半导体器件的有效方法。A-D-A小分子兼具了小分子和聚合物的优点,又很好的规避了聚合物分子量不可控,批次间差异大的缺点,此类型小分子具有相对较高的分子量和较大的尺寸,使其具有良好的溶液加工性和优异的成膜性能。本文设计并合成了一系列以二茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩(IDTT)作为给体单元,分别以苯并吡咯二酮(IDD)和吡啶并吡咯二酮(IDD-N)作为受体单元合成了一系列A-D-A小分子材料,系统的研究了分子结构与场效应晶体管性能之间的关系。(1)设计并合成了以刚性的IDTT作为给体(D)单元,选择具有吸电子能力的IDD分子和引入N原子具有强吸电子能力IDD-N分子作为封端的受体单元的小分子IDTT-IDD和IDTT-IDD-N。研究发现在IDD单元中引入一个N原子,通过非共价相互作用增强了分子的平面性和结构的有序性,对小分子产生了显著的影响。未取代的小分子(IDTT-IDD)没有表现出任何场效应性能,而基于IDTT-IDD-N的可溶液加工的OFET获得了高达7.7 cm ² V^–1 s

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机场效应晶体管
        1.2.1 有机场效应晶体管的基本结构
        1.2.2 有机场效应晶体管的工作原理
        1.2.3 有机场效应晶体管的性能表征
    1.3 有机半导体层薄膜制备工艺
        1.3.1 真空蒸镀法
        1.3.2 LB膜法
        1.3.3 喷墨打印法
        1.3.4 溶液旋涂和滴注法
    1.4 有机小分子材料
        1.4.1 经典小分子
        1.4.2 醌型小分子
        1.4.3 A-D-A型小分子
    1.5 烷基侧链对小分子半导体的影响
第二章 基于茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩A-D-A小分子的合成及其场效应晶体管性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及仪器
        2.2.2 分析测试仪器及制样
        2.2.3 场效应晶体管器件的制备
        2.2.4 单体及聚合物的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 合成与表征
        2.3.2 分子模拟
        2.3.3 热学性能
        2.3.4 小分子的光学性能
        2.3.5 小分子的电化学性能
        2.3.6 聚合物的场效应晶体管性能
        2.3.7 场效应晶体管有源层的表面形貌与结构
    2.4 章节小结
第三章 具有不同烷基侧链A-D-A小分子的合成及场效应晶体管性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及仪器
        3.2.2 分析测试仪器及器件制备
        3.2.3 小分子IDTT-IDD-N-Cn的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 合成与表征
        3.3.2 IDTT-IDD-N-Cn的热性能
        3.3.3 聚合物的光学性能
        3.3.4 聚合物的电化学性能
        3.3.5 聚合物的场效应晶体管性能
        3.3.6 场效应晶体管有源层的表面形貌
    3.4 章节小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士期间的学术活动及成果情况



本文编号：3803725