基于异靛青的聚合物场效应晶体管材料研究进展

20世纪80年代以来,有机电子学领域的研究取得了很大进展.有机半导体材料凭借其成本低、质量轻、柔性好、易修饰、可大面积溶液加工等特点吸引了学术界以及工业界的极大关注.其中,第三代有机共轭聚合物,给-受体(Donor-Acceptor,简称D-A)共轭聚合物材料的发展尤为迅速.最近,以异靛青(Isoindigo,IID)类结构作为受体片段的D-A共轭聚合物被发现具有优异的性能,特别是在聚合物场效应晶体管器件中获得了最高3.62 cm^2·V^(-1)·s^(-1)的空穴迁移率,其衍生物获得14.4 cm^2·V^(-1)·s^(-1)的空穴迁移率,具有良好的应用前景.综述了近年来国内外关于异靛青结构在聚合物场效应晶体管材料中的应用,对其分子结构设计、器件制备以及构效关系做了详细介绍,希望为今后异靛青类化合物的应用拓展提供指导思路.

靛红并苊醌二甲酰亚胺类共轭分子的设计合成及性质研究

将靛红和氮杂靛红衍生物单元分别与苊醌二甲酰亚胺进行Knoevenagel缩合,开发了两个结构新型、强缺电特性的异靛青衍生物受体单元,包括靛红并苊醌二甲酰亚胺单元(A1)和氮杂靛红并苊醌二甲酰亚胺单元(A2).然后运用"双受体策略",进一步设计并合成了两个含A1和A2受体单元的A-A型二联体共轭分子(BA1和BA2),并对比研究了吡啶氮原子对共轭分子的骨架结构、吸收光谱、能级结构以及载流子迁移率的影响.研究发现:相比经典的异靛蓝受体,A1和A2受体单元拥有更低的LUMO能级(ca.-4.0 eV)和更大的骨架共轭;相比A1和A2,二联体化合物BA1和BA2不仅拥有更大的骨架共轭和更好的分子对称性,而且在整个紫外-可见光区的展现出强的光捕获能力;吡啶氮原子的引入增强了A2和BA2的骨架共平面性以及电子亲和力,有效地降低了A2和BA2的HOMO和LUMO能级值.基于BA1和BA2薄膜,制备了n-型场效应晶体管器件,其电子迁移率分别达1.64×10-3和2.52×10-3 cm2·V-1·s-1.