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赵保敏教授课题组在Chem. Asian J.上发表高迁移率二维多环芳烃材料新研究
 添加时间:2016/09/27 发布: 管理员
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有机场效应晶体管(OFET)是基于有机半导体活性材料的电信号放大与转换器件。近二十年来,有机半导体材料化学的发展与场效应晶体管器件制作工艺的进步使得OFETs迁移率超过a-Si FETs (0.1~1 cm2/(Vs)), 溶液旋涂法制备的聚合物OFETs的迁移率超过30 cm2/(Vs)。从而,使得OFETs在更大范围的获得应用,包括FRIDs, 电子纸,传感器等。总览OFETs活性材料的发展,会发现几乎所有高效迁移率材料都是基于一维多环芳烃(1D polyarenes)结构单元。具有更大共轭体系、更好刚性和平面性的二维多环芳烃反而极少受到关注。二维多环芳烃在化学修饰、结构设计、高通量合成等方面相比于一维多环芳烃具有多优势。因此,拓展新型基于二维共轭多环芳烃的场效应晶体管材料具有非常重要的意义。

基于以上考虑,IAM团队的石鑫、刘书利(硕士研究生)、赵保敏博士和黄维教授等基于前期利用Scholl 反应构筑二维多环芳烃的研究基础,将含苯并噻二唑单元共轭嵌入萘并二噻吩体系,形成具有平面对称轴、12个芳香环稠合的蝴蝶型化合物1a-b。研究表明,此化合物分子内共轭单元最大偏离平面角度达到44.8o,旋涂薄膜的XRD图样表明,这种高度的非平面性并未降低其分子在聚集态下的有序性。在溶液法制备相应的OFETs器件发现,具有更大位阻烷基取代的1a表现出更高的迁移率,例如,空穴迁移率达到3.5×10-2 cm2/(Vs), Ion/off = 8.7×105Vth=6.9 V。此结果为二维多环芳烃溶液法制备OFETs最高迁移率之一,表明设计具有分子内强相互作用非平面分子,诱导其有序堆积是实现高迁移率二维多环芳烃材料的有效策略。该项工作近期发表于Chemistry-An Asian Journal, 2016, 11(15), 2188-2200

该工作得到了国家自然科学基金委、江苏省研究生创新计划等项目的资助和支撑。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.201600675/abstract

文章附件:赵保敏-Chem. Asian J.-2016-Thiadiazole-Fused Aromatics solution- processed FET.pdf


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