超分子空间位阻策略指导二芳基芴类微纳晶半导体分子设计，可控组装及其光电性质研究
发布时间：2022-12-10 00:15
近年来,关于有机微/纳晶的研究受到了越来越多科研工作者的关注。有机微/纳晶集合了有机半导体质轻、可设计、晶体材料高度有序和纳米材料小尺寸效应等优点,有望成为除碳和无机纳米材料之外纳米材料研究中的新选择,进而应用于微/纳尺度的柔性光电器件。随着有机光电功能材料的发展,人们更加希望通过合理的分子设计策略来实现对微/纳晶形貌的多样性调控和功能的多样化拓展。为了实现有机微/纳晶形貌和维度的调控,将各种具有不同位阻程度的非活性位阻基团和功能平面片段通过理性的共价键工程连接起来,从而得到具有特定超分子空间位阻效应和光电子学功能的组装基元,这是目前构筑有机纳晶的趋势。在本博士论文中,我们以组内所提出的协同超分子空间位阻效应为指导策略,通过对超分子位阻基团以及功能平面片段主体的类型与数目进行合理设计与调控,实现了有机微纳晶形貌从一维到二维甚至多维的拓展,并系统研究了分子结构与微纳晶形貌以及光电性质的关系,同时基于外部环境的调控探究了它们在不同的动力学条件（如温度和PH等）驱动下的动态组装行为,取得了一些创新性成果。主要研究内容如下:（1）受自然界中磷脂双分子二维膜的启发,我们基于本组提出的协同分子吸斥...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 非共价键化学与超分子组装
1.3 非共价有机微/纳半导体的研究概况
1.3.1 有机微/纳晶的性质及其应用
1.3.2 有机纳米材料制备的基本策略
1.4 超分子空间位阻效应(SSH)和协同吸斥分子设计策略(SMART)
1.5 本论文研究思路
第二章 单位阻型2D纳米片的分子设计,纳晶组装及其电学性质研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 形貌模拟
2.2.4 微/纳晶的制备方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 分子设计与模型
2.3.2 单晶结构以及BG和 SS片段对分子堆积的影响
2.3.3 TPA-PF二维纳米片和TPA三维立方块的制备
2.3.4 纳米片的表征及其内部分子堆积方式
2.3.5 理论模型的组装机理及普适性验证
2.3.6 TPA-PF纳米片的光电性质研究
2.4 本章小结
第三章 单位阻型分子的位阻程度对其组装行为和光学性质的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 形貌模拟
3.2.4 微/纳晶的制备方法
3.2.5 单晶生长与解析
3.2.6 ASE和激光性质测试
3.2.7 合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 分子的设计合成与表征
3.3.2 分子单晶结构分析
3.3.3 微纳晶制备
3.3.4 光物理性质
3.3.5 受激辐射性质
3.4 本章小结
第四章 双位阻型分子的组装规则及其对纳晶形貌和光学性质的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 形貌模拟
4.2.4 微/纳晶的制备方法
4.3 结果与讨论
4.3.0 分子设计与模型
4.3.1 分子立体结构和超分子作用力分布
4.3.2 四个哑铃型分子的组装形貌和表征
4.3.3 微纳晶内部的分子堆积方式
4.3.4 分子片段对分子堆积行为的影响
4.3.5 组装行为规则总结
4.3.6 溶液及微/纳晶的光物理性质
4.4 本章小结
第五章 三位阻型蝶状纳米晶的构筑,动态调控及其构效关系研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验仪器
5.2.3 形貌模拟
5.2.4 BM的制备方法
5.2.5 CM的制备方法
5.2.6 BM和 CM的单晶生长与解析
5.2.7 T(DAF)_3 的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 分子设计,组装及蝶晶表征
5.3.2 蝶晶的动态生长过程
5.3.3 立方块状晶的组装与表征
5.3.4 从蝶晶到立方块晶的动态转变
5.3.5 蝶晶和立方块晶的单晶结构
5.3.6 蝶晶和立方块晶内的分子堆积方式
5.4 本章小结
第六章 有机纳晶的动力学调控,薄膜以及器件应用
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验材料
6.2.2 实验仪器及表征
6.2.3 形貌模拟
6.2.4 微/纳晶的动力学调控
6.2.5 单晶生长与解析
6.2.6 有机纳米结构的有序组装
6.3 结果与讨论
6.3.1 模型分子的单晶结构和形貌信息
6.3.2 溶剂的影响
6.3.3 化合物浓度的影响
6.3.4 微/纳米结构的有序组装
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
附录1
附录2 攻读博士学位期间发表的论文
附录3 攻读博士学位期间参加的科研活动
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]对称性破缺驱动下螺环芳烃纳米晶半导体的多尺度自组装与光电性质[D]. 林宗琼.南京邮电大学 2015
硕士论文
[1]非平面类有机半导体的分子砌块设计、组装及在水溶液加工的存储器中的应用[D]. 杨苏慧.南京邮电大学 2015
本文编号：3715657
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 非共价键化学与超分子组装
1.3 非共价有机微/纳半导体的研究概况
1.3.1 有机微/纳晶的性质及其应用
1.3.2 有机纳米材料制备的基本策略
1.4 超分子空间位阻效应(SSH)和协同吸斥分子设计策略(SMART)
1.5 本论文研究思路
第二章 单位阻型2D纳米片的分子设计,纳晶组装及其电学性质研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 形貌模拟
2.2.4 微/纳晶的制备方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 分子设计与模型
2.3.2 单晶结构以及BG和 SS片段对分子堆积的影响
2.3.3 TPA-PF二维纳米片和TPA三维立方块的制备
2.3.4 纳米片的表征及其内部分子堆积方式
2.3.5 理论模型的组装机理及普适性验证
2.3.6 TPA-PF纳米片的光电性质研究
2.4 本章小结
第三章 单位阻型分子的位阻程度对其组装行为和光学性质的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 形貌模拟
3.2.4 微/纳晶的制备方法
3.2.5 单晶生长与解析
3.2.6 ASE和激光性质测试
3.2.7 合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 分子的设计合成与表征
3.3.2 分子单晶结构分析
3.3.3 微纳晶制备
3.3.4 光物理性质
3.3.5 受激辐射性质
3.4 本章小结
第四章 双位阻型分子的组装规则及其对纳晶形貌和光学性质的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 形貌模拟
4.2.4 微/纳晶的制备方法
4.3 结果与讨论
4.3.0 分子设计与模型
4.3.1 分子立体结构和超分子作用力分布
4.3.2 四个哑铃型分子的组装形貌和表征
4.3.3 微纳晶内部的分子堆积方式
4.3.4 分子片段对分子堆积行为的影响
4.3.5 组装行为规则总结
4.3.6 溶液及微/纳晶的光物理性质
4.4 本章小结
第五章 三位阻型蝶状纳米晶的构筑,动态调控及其构效关系研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验仪器
5.2.3 形貌模拟
5.2.4 BM的制备方法
5.2.5 CM的制备方法
5.2.6 BM和 CM的单晶生长与解析
5.2.7 T(DAF)_3 的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 分子设计,组装及蝶晶表征
5.3.2 蝶晶的动态生长过程
5.3.3 立方块状晶的组装与表征
5.3.4 从蝶晶到立方块晶的动态转变
5.3.5 蝶晶和立方块晶的单晶结构
5.3.6 蝶晶和立方块晶内的分子堆积方式
5.4 本章小结
第六章 有机纳晶的动力学调控,薄膜以及器件应用
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验材料
6.2.2 实验仪器及表征
6.2.3 形貌模拟
6.2.4 微/纳晶的动力学调控
6.2.5 单晶生长与解析
6.2.6 有机纳米结构的有序组装
6.3 结果与讨论
6.3.1 模型分子的单晶结构和形貌信息
6.3.2 溶剂的影响
6.3.3 化合物浓度的影响
6.3.4 微/纳米结构的有序组装
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
附录1
附录2 攻读博士学位期间发表的论文
附录3 攻读博士学位期间参加的科研活动
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]对称性破缺驱动下螺环芳烃纳米晶半导体的多尺度自组装与光电性质[D]. 林宗琼.南京邮电大学 2015
硕士论文
[1]非平面类有机半导体的分子砌块设计、组装及在水溶液加工的存储器中的应用[D]. 杨苏慧.南京邮电大学 2015
本文编号：3715657
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