新型含氟電子傳輸材料的設(shè)計(jì)合成及性能研究.pdf

1、新材料是新科技革命的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)太陽(yáng)能電池和場(chǎng)效應(yīng)管(OFET)等有機(jī)光電子器件的深入研究開發(fā)，迫切需要一類遷移率高、穩(wěn)定性好和易加工的有機(jī)n型材料來(lái)支撐其發(fā)展。 據(jù)此，本論文從分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)入手，設(shè)計(jì)出一類n型半導(dǎo)體材料的新母體三苯二噁嗪，引入了三氟甲基和氟原子；在傳統(tǒng)的有機(jī)n型材料——萘酰亞胺分子上引入強(qiáng)電負(fù)性的全氟烷基鏈，分別研究氟代作用對(duì)光學(xué)性能，能級(jí)結(jié)構(gòu)、溶解性和穩(wěn)定性的影響。

2、 以鄰羥基苯胺為原料，通過硝化，還原，脫水閉環(huán)；以苯胺為原料，通過縮合，氧化閉環(huán)合成了三苯二噁嗪化合物(A1-A6)，通過紫外—可見吸收光譜和循環(huán)伏安法研究了不同取代基對(duì)能級(jí)結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著吸電子基團(tuán)含氟取代基的引入，其LUMO能級(jí)下降0.04-0.06 eV，具有更好的電子接受能力。對(duì)化合物A1和A2晶體的氫鍵和分子堆積構(gòu)型分析后發(fā)現(xiàn)，分子平面間距離小，分子堆積緊密，π—π堆積是面面堆積，增強(qiáng)了電子的傳輸，分子平面垂直于薄膜，

3、氟原子阻擋了外界氧氣和水的進(jìn)攻，有效阻止了分子陷阱的形成，起到空氣穩(wěn)定性的作用。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的數(shù)據(jù)表明，A1和A2是在空氣中穩(wěn)定的n型半導(dǎo)體材料，最高遷移率分別達(dá)到0.07c㎡/V·s和0.03 c㎡/V·s。 以萘酐為起始物，經(jīng)過溴化，酯化，氟代，水解，親核取代得到了8個(gè)新型芳環(huán)上全氟烷基鏈取代的萘酰亞胺化合物(B1-B8)，長(zhǎng)烷基鏈的引入增強(qiáng)了其溶解性，全氟烷基鏈的引入，顯著降低了其LUMO能級(jí)，通過循環(huán)伏安法測(cè)得二全氟烷基