有機給體-受體型共晶的制備及其電荷轉(zhuǎn)移過程研究.pdf

1、本文通過調(diào)控給、受體有機分子摩爾比，使有機分子在成膜過程中充分自組裝合成有機共晶并對共晶的微納結(jié)構和光學性質(zhì)進行了全面的表征。首先通過調(diào)控分子堆積方式控制非共價相互作用，從而在有機體系中獲得理想形貌和性質(zhì)的共晶。同時利用超快光譜技術探究有機共晶電荷轉(zhuǎn)移過程，結(jié)合同步輻射技術揭示有機共晶中分子排布方式。通過對晶體中分子堆積方式與電荷轉(zhuǎn)移之間的關系進行定量關聯(lián)，指導優(yōu)化有機共晶在光電器件中的制備，主要內(nèi)容包括：
　　(1)1，2，4，

2、5-苯四甲腈(TCNB)小分子為給體材料，1，2-二（4-吡啶基）乙烯(Bpe)為受體材料，按不同比例進行共混，使給受體分子自組裝合成共晶TCNB∶Bpe。通過對所有樣品吸收光譜和光致發(fā)光譜(PL)的測試發(fā)現(xiàn)當在1∶1條件下共混的晶體的吸收光譜和熒光光譜都發(fā)生了明顯的紅移，說明在共混形成的晶體結(jié)晶性相比于單獨給受體薄膜不減反增。測試結(jié)果表明晶體的結(jié)晶度隨著共晶成份中TCNB含量的增加會逐漸降低。共晶TCNB∶Bpe的PL譜峰值在412n

3、m，與TCNB和Bpe單晶作對比，共晶PL譜明顯變寬也表明分子堆積間距變小，π-π作用變強。
　　共晶的形成主要利用熱飽和溶劑揮發(fā)法在密閉的環(huán)境中，使給受體材料緩慢自組裝制備出TCNB∶Bpe共晶合成過程中在共混溶液中按梯度增加TCNB的濃度比例(0％;25％;50％;75％;100％)，共混溶液內(nèi)部會先進行自組裝，TCNB分子的作用力能夠使共晶合成過程中獲得足夠的時間和驅(qū)動力來長成晶核，進一步遷移生長成大尺寸的晶體，最終形成共晶

4、，尺寸可達幾微米到幾百微米，證明了控制共混給受體摩爾比可以優(yōu)化晶體的形貌。
　　(2)通過自組裝的方式將聚(3-噻吩)(P3HT)和富勒烯(C60)等比例合成P3HT-C60電荷轉(zhuǎn)移型晶體，兩種有機材料堆疊方式主要以分離-堆疊和混合-組合兩種方式。利用廣角X射線散射和熒光上轉(zhuǎn)換儀器對電荷轉(zhuǎn)移型晶體結(jié)晶動力學進行實時研究，了解了給受體電荷轉(zhuǎn)移型晶體電荷轉(zhuǎn)移的成核和生長機理，優(yōu)化了晶體的自組裝過程，通過ESR的測量實現(xiàn)了對P3HT和C