摘要
近年来，有机光电器件发展迅速，其中有机双极性晶体管仅需一层具有双极性的半导体材料制备加工一个晶体管即可构筑逻辑互补电路CMOS反相器。但是目前来说具有双极性传输的半导体分子通常带隙较窄，对分子的能级要求较高，因此相对稀少。设计合成高性能双极性材料就成了目前有机光电材料的研究热点。对已有的单极性材料引入强吸电子基团或者共轭拓展，是设计合成高性能双极性材料的有效策略。本文就是在已有的空气稳定的单极性材料中引入卤素原子或稠合噻吩进行共轭拓展，调节分子的能级，使得材料从单极性转为双极性。我的主要工作有以下三个部分: 1.围绕两种含氯的DBP小分子(DBP-1和DBP-2)，探究氯取代对分子能级和载流子传输的影响。实验结果显示Cl原子的引入使得分子的能级和带隙均减小，最大吸收光谱也出现红移，并且Cl原子取代个数越多，现象越明显。DBP和DBP-1均呈典型的P型传输，DBP-1空穴迁移率最高达到0.25cm2V-1s-1;而带隙较窄(Eg=1.51eV)的DBP-2却呈双极性，其中空穴传输为0.07cm2V-1s-1，电子传输为0.03cm2V-1s-1。 2.对母体分子DBP进行氟化，围绕氟化后的DBP-3和DBP-4，探讨了氟原子的引入对分子堆积方式和能级的影响。结果表明在氟化后的分子LUMO能级均会下降，分子的堆积方式发生改变，使得分子π-π重叠面积增大，因此电荷传输更加高效。DBP-3和DBP-4均呈典型的P型传输，其中DBP-3空穴迁移率为0.40cm2V-1s-1。 3.围绕以萘酰亚胺为母体分子稠合噻吩基团的syn-NDTTI和anti-NDTTI，研究了噻吩环引入对分子能级和载流子传输的影响。结果表明萘酰亚胺在引入噻吩基团后，分子的能级略有增大而带隙却略有减小，但是硫原子的朝向却对分子的能级和带隙影响不大。syn-NDTTI和anti-NDTTI均表现为双极性传输，其中syn-NDTTI空穴迁移率为0.04cm2V-1s-1，电子迁移率最高达3.42cm2V-1s-1，而anti-NDTTI空穴迁移率为0.04cm2V-1s-1，电子迁移率最高达5.27cm2V-1s-1。
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