有机超薄膜的提拉生长及其应用

发布时间：2017-08-03 13:35

  本文关键词：有机超薄膜的提拉生长及其应用

  更多相关文章： 烷基链链长 浸渍提拉法 有机超薄膜 有机薄膜晶体管 晶态薄膜模板层

【摘要】：随着有机电子学的快速发展,有机半导体器件逐渐在各个应用领域表现出出众的性能,而有机半导体薄膜作为有机半导体器件的核心部件,自然也得到了广泛的关注。随着商业需求的提高,有机半导体器件对有机半导体薄膜活性层的性能提出了更高的要求,然而有机半导体材料的化学结构与有机半导体薄膜性质之间的对应关系目前仍不清楚。因此,如何根据需求设计并合成具有特定功能的有机半导体材料,如何制备出高质量可控的有机半导体薄膜构建高性能的有机光电器件,以及探索出有机半导体薄膜的形态与结构和器件性能之间的对应关系依旧是目前有机电子学的主要问题。基于以上难题,我们以苯并噻吩类分子DTBDT-Cn为研究对象,以浸渍提拉法为研究手段,针对分子结构的设计与合成,DTBDT-Cn系列薄膜的制备、表征与分析以及DTBDT-Cn系列薄膜的应用,做了以下三方面的研究：1、我们设计了一系列具有不同烷基链链长的有机半导体小分子DTBDT-Cn(n=4,6,9,12),针对其特定的分子结构确定出可行的合成方案,并对其进行了必要的提纯处理和氢的核磁、质谱等表征分析。核磁、质谱等数据表明,我们合成出高纯度的既定目标分子DTBDT-Cn (n=4,6,9,12)。2、我们采用浸渍提拉法制备出DTBDT-Cn系列薄膜,应用多种检测手段对其薄膜性质进行了系统的表征,探讨了链长、提拉速率等因素对薄膜的形态和结构以及薄膜晶体管性能的影响,并总结出烷基链链长在浸渍提拉过程中对分子自组织能力的影响。我们发现：链长会直接影响到DTBDT-Cn系列薄膜的形态,尤其是膜厚和薄膜取向方面,影响DTBDT-Cn系列薄膜中分子堆积的结构,其中侧链为己基的DTBDT-C6分子在快速提拉的过程中最能发挥分子的自组织能力,形成厚度可控、具有明显取向、高结晶性的高质量薄膜。在制备出的相应的顶接触构型薄膜晶体管中,DTBDT-C6晶体管在同系列中拥有最高的迁移率02 cm2/V·s,并同时具有最低的阈值电压和最高的电流开关比。3、我们利用提拉生长的高取向、大尺寸的DTBDT-Cn多晶薄膜为分子模板层修饰基底,来诱导不易生长的有机半导体小分子红荧烯结晶生长。通过蒸镀参数调控、退火处理、DTBDT-Cn系列薄膜的制备调控等手段,生长出红荧烯的薄膜形态,开发出DTBDT-Cn分子模板层的应用,并解释了其对红荧烯诱导成膜的内在驱动力。
【关键词】：烷基链链长 浸渍提拉法 有机超薄膜 有机薄膜晶体管 晶态薄膜模板层
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2;O649.5
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 序言11-28
• 1.1 有机半导体器件的简介11-12
• 1.2 有机半导体材料的分子设计和薄膜制备12-21
• 1.2.1 分子结构设计策略简述12-15
• 1.2.2 浸渍提拉法15-18
• 1.2.3 真空沉积法18-21
• 1.3 有机半导体薄膜在有机电子学中的应用21-27
• 1.3.1 有机发光二极管21-23
• 1.3.2 有机薄膜晶体管23-25
• 1.3.3 有机太阳能电池25-26
• 1.3.4 有机薄膜传感器26-27
• 1.4 课题的研究意义和内容27-28
• 第二章 不同烷基链链长的DTBDT-Cn分子合成28-40
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验部分29-33
• 2.2.1 实验试剂和仪器29
• 2.2.2 前驱体一：5-烷基-2-三甲基锡噻吩的合成29-30
• 2.2.3 前驱体二:1,4-二溴-2,5-二甲硫酰基苯的合成30-32
• 2.2.4 目标产物：不同烷基链链长的DTBDT-Cn分子的合成32-33
• 2.3 结果与讨论33-39
• 2.3.1 中间体和目标产物的核磁和质谱表征分析33-38
• 2.3.2 实验过程中的注意事项38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 正构烷基链链长对有机提拉超薄膜形态和结构的影响40-56
• 3.1 引言40-41
• 3.2 实验部分41-43
• 3.2.1 实验试剂和仪器41
• 3.2.2 DTBDT-Cn系列溶液的配制41-42
• 3.2.3 DTBDT-Cn系列提拉膜的制备42
• 3.2.4 DTBDT-Cn系列薄膜晶体管的制备42-43
• 3.3 结果与讨论43-55
• 3.3.1 提拉膜影响因素的研究43-45
• 3.3.2 DTBDT-Cn系类提拉膜的形态学研究45-49
• 3.3.3 烷基链链长对DTBDT-Cn薄膜形态的影响49
• 3.3.4 DTBDT-Cn系类提拉膜的晶体学研究49-52
• 3.3.5 烷基链链长对DTBDT-Cn薄膜堆积的影响52-53
• 3.3.6 DTBDT-Cn系类薄膜晶体管的性能研究和烷基链链长的影响53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 DTBDT-Cn提拉膜的分子模板层应用56-68
• 4.1 引言56-57
• 4.2 实验部分57-58
• 4.2.1 实验试剂和仪器57
• 4.2.2 基底的清理处理57-58
• 4.2.3 红荧烯分子的升华提纯处理58
• 4.2.4 红荧烯/DTBDT-Cn薄膜的制备58
• 4.3 结果与讨论58-66
• 4.3.1 蒸镀调控对红荧烯/DTBDT-Cn薄膜形成的影响58-62
• 4.3.2 退火处理对红荧烯/DTBDT-Cn薄膜形成的影响62-63
• 4.3.3 DTBDT-Cn分子模板层对红荧烯/DTBDT-Cn薄膜形成影响63-65
• 4.3.4 DTBDT-Cn分子模板层对红荧烯/DTBDT-Cn薄膜的诱导作用65-66
• 4.4 本章小结66-68
• 第五章 结论68-69
• 参考文献69-81
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文81-82
• 致谢82-83

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本文编号：614649