侧链含自由基单元的1,4-吡咯并吡咯二酮共轭聚合物的合成和半导体性质研究

合成了两个侧链含有2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基单元(TEMPO)的1,4-吡咯并吡咯二酮(DPP)共轭聚合物PDPP4T-1和PDPP4T-2,并开展了其半导体性质研究。薄膜场效应晶体管器件测试结果显示,相对于不含TEMPO的聚合物PDPP4T,PDPP4T-1和PDPP4T-2的场效应器件性能有所降低,不过,含TEMPO的聚合物器件性能最高仍达到了2.12cm²·V^-1·s^-1。进一步通过原子力显微镜和X射线衍射对TEMPO引入后导致性能降低的可能原因进行了研究。     

2,11-二硫代[3.3]二聚对二甲苯与线性氟代二羧酸银之配位聚合物的合成

本文主要描述了由配体2,11-二硫代[3.3]二聚对二甲苯与线性氟代二羧酸银反应制得的三个银配合物的结构。这些配合物的结构因氟代二羧酸银的不同,差别也很大。配体2,11-二硫代[3.3]二聚对二甲苯与氟代丁二酸银反应得到的配合物1是一维链状结构;将银盐换成氟代戊二酸银则获得了三维立体结构的配合物2;若使用氟代己二酸银,则得到了二维多孔的配合物3。在多孔配合物3中,每个孔中容纳了两个客体三甲苯分子,在150℃时这些客体分子可被完全脱除。     

新型共轭聚合物的设计合成及其在场效应晶体管的应用

近年来,有机场效应晶体管(OFETs)由于在柔性器件和可穿戴电子学中的潜在应用受到了学术界和工业界的普遍关注,尤其是以聚合物半导体材料构筑的晶体管性能得到了快速的发展.如何设计合成用于OFETs的高性能聚合物半导体材料,一直是我们的追求目标.然而,分子结构对迁移率的影响仍缺少系统的比较.本文综述了近年来国内外新型聚合物材料的最新进展.我们按照材料的种类以及载流子的传输类型进行了分类,对高性能聚合物材料的发展过程、材料的设计思路以及相应的FETs性能进行了系统地归纳总结.通过研究分子及分子聚集态结构与器件性能之间的关系,希望为以后设计合成新型的高性能的聚合物材料提供有益的借鉴和指导.     

基于苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃共轭单元有机光伏材料的研究进展

近几年,苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃(benzo[1,2-b:4,5-b']difuran,BDF)由于其平面性好、电荷迁移率高、溶解性好、生产来源丰富、可生物降解等优点,得到了越来越多的关注,并被广泛应用于有机光伏分子的设计中.目前所报道的基于该共轭单元的有机光伏器件(OPV)的光电转化效率(PCE)最高已达到了9.43%,展示了巨大的应用前景.系统地介绍了BDF共轭单元的制备路线及基于BDF单元的光伏材料的最新研究进展,重点讨论了基于BDF单元给体材料结构的变化对光伏性能的影响.     

哒嗪并吡咯二酮共轭聚合物半导体材料的合成及晶体管性能

采用Stille交叉偶联反应,合成了基于6-烷基吡咯[3,4-d]哒嗪-5,7-二酮(PPD)与吡咯并吡咯二酮(DPP)结构单元的受体-π-受体(A_1-π-A_2)型共轭聚合物(PPPD-DPP)。采用热重分析仪、紫外分光光度计、电化学工作站等表征了聚合物PPPD-DPP的性能,系统地研究了聚合物的热性能、光物理性能、电化学性能及晶体管性能。结果表明:聚合物PPPD-DPP具有良好的热稳定性,热分解温度达到376℃;薄膜的最大吸收峰位于702nm,光学能带隙为1.27eV;有较低的最高占据分子轨道能级(HOMO,-5.23eV)。基于PPPD-DPP的有机薄膜晶体管(OTFTs)器件在真空中显示出双极性传输特性,最高电子和空穴迁移率分别为0.030 cm~2/(V·s)和0.054cm~2/(V·s),在空气中PPPD-DPP器件则表现出明显的p型传输特性,空穴迁移率提升至0.121cm~2/(V·s)。     

一锅法合成吡咯并[2,1-a]异喹啉类化合物

以[3+2]环加成反应产物吡咯烷酮作为底物（1）,经过一锅法N-烯丙基化/分子内Heck环合反应合成了12个吡咯并[2,1-a]异喹啉类化合物2a~2l,产物收率50%~79%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR,¹⁹F NMR和HR-MS(ESI)表征。      

聚(茚并芴-三苯胺)的合成及性能

设计并合成了一类新的可用于有机场效应晶体管(OFET)的聚合物半导体材料聚(茚并芴-三苯胺)(pIFTPA1~4), 通过核磁共振谱和凝胶渗透色谱等对聚合物进行了表征, 同时对其场效应薄膜晶体管性能进行了测试. 结果表明, 这些聚合物形成了无定形半导体膜, 在空气中稳定, 其载流子迁移率远高于聚三苯胺(pTPA)类材料, 其中pIFTPA1载流子迁移率高达4×10^-2 cm²/(V·s), 开关比为10⁶.     

硅胶键合N-丙基氨基磺酸催化合成8-芳基-7,8-二氢-[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g]苯并吡喃-6-酮类化合物

120℃、无溶剂条件下,硅胶键合N-丙基氨基磺酸可有效催化芝麻酚、芳香醛和米氏酸三组分一锅法合成8-芳基-7,8-二氢-[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g]苯并吡喃-6-酮类化合物.考察了温度及催化剂用量对产率的影响.产物的结构经1H NMR,13C NMR,质谱和元素分析进行了表征.     

微波辐射下硅磺酸催化的香豆素并[4,3-d]吡唑并[3,4-b]吡啶的高效合成

在硅磺酸催化下,通过微波辐射的3-酰基香豆素与5-氨基吡唑的反应,一步高产率地合成了一系列香豆素并[4,3-d]吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物.该方法具有反应时间短(20~30 min)、选择性好、产率高、操作简单和环境友好等优点.产物的结构经红外光谱、核磁共振谱及高分辨质谱予以确定.     

基于4,7-二噻吩苯并噻二唑和异靛单元的受体-受体共轭聚合物的合成与光伏性质

利用微波协助的Stille缩合聚合反应方法合成了基于双噻吩苯并噻二唑和异靛单元的受体-受体聚合物HFTBT-DA865,并对其热稳定性、光物理性能、电化学性质和本体异质结太阳能电池性能进行了研究.该聚合物易溶于邻二氯苯和邻二甲苯等溶剂,具有优异的溶液加工性能.5%热分解温度为389℃,玻璃化转变温度为168℃,说明其具有较好的热稳定性能.对旋涂速度和温度进行优化,所得太阳能电池器件的光电转换效率为2.28%,开路电压为0.83 V,短路电流为-5.70 mA/cm^2,填充因子为48.9%.电化学性能和密度泛函理论估算结果表明,聚合物与受体材料PC71BM相近的最低未占分子轨道(LUMO)值及其平面性可能是影响光伏性质的重要因素.通过调控共聚单体或优化受体材料,器件性能可进一步提高.对受体-受体(A-A)类聚合物材料太阳能电池性能的研究表明,此类材料是一类潜在的聚合物太阳能电池材料.     

苯并噻吩类稠环化合物的合成及其在有机场效应晶体管中研究的进展

总结了苯并噻吩类稠环化合物半导体材料的最新研究进展,对其合成方法及结构与性能进行了归纳,介绍了它们在有机场效应晶体管中的应用,并对其研究和应用前景进行了展望。     

Synthesis of Thieno[3,4-b]pyrazine-based Alternating Conjugated Polymers via Direct Arylation for Near-infrared OLED Applications

Three alternating conjugated polymers,namely PFTP,PCz TP,and PSi TP,which combine a thieno[3,4-b]pyrazine(TP)unit with different benzene-based donor units such as 9,9-dioctylfluorene,9-heptadecyl-9H-carbazole and 5,5-dioctyl-5H-dibenzo[b,d]silole,were synthesized in good yield(>85%)and high molecular weight up to Mn=5.82×10⁴ via direct arylation polymerization(DAr P).All the resultant polymers exhibit moderate bandgap of about 1.80 e V and strong deep red/near-infrared emitting in the solid state.Among them,the PSi TP-based electroluminescence(EL)devices with an architecture of ITO/PEDOT:PSS/PTAA/emitting layer/TPBi/Li F/Al give the best performance with a maximum luminance of 2543 cd/m² at 478 m A/cm².This work expands the application scope of high-performance conjugated polymers which can be synthesized by DAr P.     

Thienylmethylene Oxindole Based Conjugated Polymers via Direct Arylation Polymerization and Their Electrochromic Properties

Direct arylation methods have been used to polymerize thienylmethylene oxindoles(TEIs) and 3,3-bis[[(2-ethylhexyl)oxy]methyl]-3,4-dihydro-2 H-thieno-[3,4-b][1,4]dioxepin(ProDOT) for new donor-acceptor conjugated polymers. The polymers exhibited blue hues in neutralstate with distinct color-to-transmissive reversible electrochromic switching under applied potentials from 0 V to +1.5 V, and showed high coloration efficiencies(436-438 cm~2·C~(-1)) in near-infrared regions with high switching speeds around 1-2 s under ambient conditions.     

Synthesis and Absorption Properties of Calix[6]amides—based Polymers

Reacting calix[6]arene hexaesters with poly(ethyleneimine),a series of calix[6]amidesbased polymers were obtained for the first time.It is found that they show high absorption capacities towards soft cations comparing to hard cations,and the absorption abilities enhanced with the increasing of calixarene content,which may indicates the cavity of calixarene plays crucial role in absorption.Polymer 2c shows good selective absorption capability towards Ag^ among the tested cations.     

Synthesis and Evaluation of Thermal Properties of Fluorinated Poly(aryl ether) Dendritic Structures Based on Calix[4]arenes

By using a convergence approach two new poly(aryl ether) dendritic structures carrying 4-fluorobenzyl bromide on the surface and calix[4]arenes as a core with G1 were synthesized for the first time. Fluorinated dendritic structures are connected through ether bonds on the lower rim of the calix[4]arene unit. Its structure was determined by ¹H-NMR and elemental analysis. The thermal stabilities of fluorinated dendritic structures, based on calix[4]arenes, were investigated using thermogravimetric analysis. The activation energies and thermal degradation of the structures were calculated with the Ozawa Method.