新型茚并芴-6,12-二酮衍生物的合成与性能研究

以2,5-二溴对二甲苯和苯硼酸衍生物为原料,经氧化、酯化、Suzuki偶联、皂化和合环反应,高产率地得到不同烷基链修饰的茚并芴-6,12-二酮衍生物5.在分子中灵活地引入不同长度的烷基链,既提高了分子的溶解性,又可以研究取代基对化合物性质的影响.研究发现新化合物的溶解性和热学、光学稳定性均优于并五苯.化合物5的最低的未占分子轨道(LUMO)能级都低于-3.4 eV,因此具有较高的电子亲和能. 2,8-二异丙基茚并芴-6,12-二酮(5b)和2,8-二正丁基茚并芴-6,12-二酮(5c)具有刚性分子骨架并形成倾斜的面对面层状堆积,层间距分别为0.3457和0.3423 nm,分子层之间较强的π-π相互作用有利于载流子的传输.为有机功能分子的设计提供一定的指导,同时为有机场效应晶体管提供新的材料来源.     

柔性链在调控有机半导体光电性能中的应用

过去一段时间里, 用于光电器件的可溶液加工有机半导体材料已经取得了巨大的进步. 寻找新的共轭骨架一直是改善器件性能的研究重点. 相比之下, 通常认为只有增溶作用的柔性链的发展一直没有引起足够的重视. 本文希望通过总结近年来有关柔性链在调控有机半导体光电性能方面的研究进展, 探讨柔性链的类型、长度、密度、取向以及节点等对材料光电性能的影响作用及规律, 以期深刻理解柔性链在调控有机半导体光电性能中的作用, 为进一步优化高性能有机半导体材料的分子结构设计提供参考和指导.     

有机分子PTCDA在P型Si单晶(100)晶面的生长机理

对PTCDA的分子结构及其化学键的形成进行了分析,并讨论了晶面指数（100）Si单晶的晶格结构。在此基础上,评述了PTCDA分子在P-Si单晶（100）晶面上生长的机理,并制备了样品PTCDA/P-Si（100）。利用XRD对样品测试得出,在P-Si（100）晶面上沉积的PTCDA薄膜中仅存在α物相。利用XPS对样品测试得出,在其界面层中PTCDA酸酐中的4个羟基O原子与C原子结合,其结合能为532.4 eV;苝核基团外围的8个C、H原子以共价键结合,其结合能为289.0 eV;在界面处,悬挂键上的Si原子与PTCDA酸酐中的C、O原子结合,形成C-Si-O键及C-Si键,构成了界面层的稳定结构。     

基于液晶/聚合物光栅的高转化效率有机半导体激光器

采用有机半导体发光材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔]作为增益介质,低官能度光敏单体制备的液晶/聚合物光栅作为外部反馈谐振腔,制备出参数可独立控制的分离式结构的有机半导体激光器.液晶/聚合物光栅中液晶分子的取向影响光栅折射率调制量,从而影响光栅的反馈能力,最终影响激光器出射激光的性能.通过研究发现决定液晶分子取向的主要有两种与光栅周期有关的作用力,利用这一原理制备不同周期的光栅,光栅周期小于450 nm时,相分离出的液晶分子取向由光栅矢量方向变为光栅沟槽方向,此时光栅的折射率调制量增加,光反馈能力增强.采用周期为395 nm的液晶/聚合物光栅制备二级布拉格散射的有机半导体激光器,相较于大周期光栅(593 nm)制备的激光器,激光阈值由0.70μJ/pulse降低至0.18μJ/pulse,转化效率由2.5%提高到6.4%,且出射激光垂直于基板表面发射,有利于后续的处理及应用.     

苝四甲酸二酐薄膜电子结构的同步辐射共振光电子能谱研究

利用基于同步辐射的近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)和共振光电子谱(RPES)研究了苝四甲酸二酐分子(PTCDA)薄膜的电子结构.碳K边NEXAFS谱中能量小于290 eV的四个峰对应于PTCDA分子不同化学环境碳原子1s电子到未占据分子轨道的共振跃迁.RPES谱中观察到共振光电子发射和共振俄歇电子发射导致的共振峰结构,以及二次谐波激发的碳1s信号.根据电子动能对入射光能量的依赖性分别对三类峰结构进行了归属.同时,发现PTCDA分子轨道共振光电子峰的强度具有光子能量依赖性.这种能量选择性共振增强效应是由于PTCDA分子轨道空间分布差异导致的.共振俄歇峰主要源于高结合能(4.1 eV)分子轨道能级电子参与的退激发过程.明确RPES实验谱图中各个峰结构的起源有助于准确利用基于RPES的芯能级空穴时钟谱技术定量估算有机分子/电极异质界面处电子从分子未占据轨道到电极导带的超快转移时间.     

有机半导体中载流子迁移率的测量方法*

本文简要地介绍了有机半导体中载流子迁移率的几种模型,着重阐述了测量有机半导体中载流子迁移率的各种方法的测试原理。主要有如下几种：稳态（CW）直流电流-电压特性法（steady-state DC J-V）,飞行时间法（time of flight, TOF）,瞬态电致发光法（transient electroluminescence,transient EL）,瞬态电致发光法的修正方法即双脉冲方波法和线性增压载流子瞬态法（carrier extraction by linearly increasing voltage,CELIV）,暗注入空间电荷限制电流（dark injection space charge limited current, DI SCLC）,场效应晶体管方法（field-effect transistor,FET）,时间分辨微波传导技术（time-resolved microwave conductivity technique,TRMC）,电压调制毫米波谱（voltage-modulated millimeter-wave spectroscopy,VMS）光诱导瞬态斯塔克谱方法（photoinduced transient Stark spectroscopy）,阻抗（导纳）谱法（impedance（admittance）spectroscopy）。说明了各种实验方法的应用范围、使用条件和优缺点。     

物理气相沉积法制备一维有机半导体纳米材料

通过物理气相沉积法在衬底上制备了有机半导体ZnTPP的一维纳米材料,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和粉末X射线衍射分析(PXRD)等手段对样品的形貌和结构进行了分析;并详细研究了沉积位置和源区温度等物理因素对ZnTPP纳米材料制备的影响.结果表明:ZnTPP纳米结构与原料粉末具有不同的晶体结构,因而展现出不同的光致发光行为.同时ZnTPP纳米棒的形成机制主要是基于VS机理的气态分子自组装.     

基于多孔硅分布Bragg反射镜的有机微腔的光学性质

报道了采用多孔硅多层膜作为Bragg反射镜的有机半导体光学微腔.被测样品的光致发光谱半 高宽可由无微腔下的83nm窄化为有微腔时的4nm,非共振模得到有效的抑制.同时共振峰强度 的增强和峰位随出射角增大的“蓝移”等微腔效应也被观测到. 关键词： 微腔 多孔硅 有机半导体     

有机半导体材料中的电荷转移

在介绍有机半导体材料电荷转移基本理论的基础上,对利用电荷转移研究有机半导体材料的导电、光电导和发光过程的现状进行评述,认为电荷转移是有机半导体材料研究的关键问题,开展其研究不仅有助于弄清一些新现象、新效应的物理起因,还可望找到预测有机半导体材料相关性能的有效手段.     

Spin-Polarized Carriers Injection from Ferromagnetic Metal into Organic Semiconductor

Charge carriers in organic semiconductor are different from that of traditional inorganic semiconductor. Based on three-current model, considering electrical field effect, we present a theoretical model to discuss spin-polarized injection from ferromagnetic electrode into organic semiconductor by analyzing electrochemical potential both in ferromagnetic electrode and organic semiconductors. The calculated result of this model shows effects of electrode＇s spin polarization, equilibrium value of polarons ratio, interracial conductance, bulk conductivity of materials and electrical field. It is found that we could get decent spin polarization with common ferromagnetic electrode by increasing equilibrium value of polarons ratio. We also find that large and matched bulk conductivity of organic semiconductor and electrode, small spin-dependent interracial conductance, and enough large electrical field are critical factors for increasing spin polarization.