异靛蓝基共轭聚合物电子传输性能的调控与优化

发布时间：2022-11-01 20:08

　　异靛蓝（IID）及其衍生物具有优良的缺电子特性、共平面性和结构衍生性等特点,是一类较为理想的D-A共轭聚合物受体单元。然而IID较高的分子能级限制了其在n-型有机半导体材料中的应用。本论文通过针对性的分子设计策略实现了异靛蓝基共轭聚合物电子传输性能的调控与优化。以较为简便合成步骤成功的制备出两组基于IID衍生物的给-受体（D-A）共轭聚合物材料,并对其热稳定性、光学性能、电化学性能、薄膜微观结构和形貌、场效应晶体管性能及空气稳定性等进行了一系列的表征和研究。本论文主要内容总结如下:（1）通过“能级调控”和“侧链优化”策略合成了受体单元BIID和BAID,以联噻吩和氟化联噻吩为给体,合成了六种双极性D-A共轭聚合物半导体材料,分别是PBIID1-BT（P1）、PBIID2-BT（P2）、PBAID1-BT（P3）、PBAID2-BT（P4）、PBAID3-BT（P5）和PBAID3-2FBT（P6）。通过对聚合物主链的氮杂和氟化成功的实现了对分子前沿轨道的能级调控,显著的改变了聚合物的电荷传输性质。通过降低侧链的密度并延长侧链分支点的位置成功实现了对BAID基聚合物体系的侧链优化,这对分... 

【文章页数】：99 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参数及特征曲线
    1.3 有机聚合物半导体材料
        1.3.1 空穴传输型聚合物半导体材料
        1.3.2 双极传输型聚合物半导体材料
        1.3.3 电子传输型聚合物半导体材料
    1.4 异靛蓝类材料概述
        1.4.1 异靛蓝类材料的研究和发展
        1.4.2 异靛蓝类衍生物面临的挑战
    1.5 本论文主要研究内容
第二章 双极性异靛蓝基共轭聚合物的合成及场效应晶体管性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验材料与仪器
        2.2.2 分析测试仪器及制样
        2.2.3 有机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 密度泛函理论计算
        2.3.2 聚合物的热性能
        2.3.3 聚合物的光学性能
        2.3.4 聚合物的电化学性能
        2.3.5 聚合物薄膜的微观结构与形貌分析
        2.3.6 聚合物器件的场效应晶体管性能与环境稳定性
    2.4 本章小结
第三章 电子传输型异靛蓝基共轭聚合物的合成及场效应晶体管性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验材料与仪器
        3.2.2 分析测试仪器及制样
        3.2.3 有机场效应晶体管器件的制备
        3.2.4 单体及聚合物的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 密度泛函理论计算
        3.3.2 聚合物的热性能
        3.3.3 聚合物的光学性能
        3.3.4 聚合物薄膜的微观结构与形貌分析
        3.3.5 聚合物器件的场效应晶体管性能与环境稳定性
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]Embedding pyridine units in acceptors to construct donor-acceptor conjugated polymers[J]. Zi-Yuan Wang,Jie-Yu Wang,Jian Pei.  Chinese Chemical Letters. 2019(01)



本文编号：3700019