基于蒽衍生高迁移率发光材料的研究进展

高迁移率发光有机半导体材料是实现有机发光场效应晶体管(OLETs)的重要材料, 但其设计合成面临巨大挑战. 本文综合评述了近年来高迁移率发光材料, 特别是基于蒽的高迁移率发光材料的研究进展, 重点介绍了目前报道的20余种基于蒽的高迁移率发光有机半导体材料, 包括分子的设计策略、 相关的光电性能及其在OLETs器件方面的应用研究, 以便为进一步的相关研究提供有意义的指导和借鉴. 本文还对该领域未来发展的挑战、 发展方向及机遇进行了简单评述.     

结晶性和粒子尺寸对C60薄膜晶体管迁移率的影响

采用真空沉积方法在不同基片温度(30~190℃)和沉积压力(1×10~(-4)和1×10~(-1) Pa)下制得了C_(60)薄膜。研究了薄膜的结晶性和晶粒尺寸对迁移率的影响。采用X射线衍射和原子力显微镜表征了薄膜的结构和形貌,发现提高基片温度,薄膜的结晶性和晶粒尺寸均提高;提高沉积压力,薄膜的晶粒尺寸增大而结晶性不变。场效应测试结果表明,C_(60)薄膜的迁移率与其结晶性密切相关,高的结晶性有利于获得高迁移率;不同于平面有机半导体材料,对于球状C_(60)半导体材料,大的晶粒尺寸可能导致低迁移率。     

结晶性和粒子尺寸对C60薄膜晶体管迁移率的影响

采用真空沉积方法在不同基片温度（30~190℃）和沉积压力（1×10^-4和1×10^-1 Pa）下制得了C₆₀薄膜。研究了薄膜的结晶性和晶粒尺寸对迁移率的影响。采用X射线衍射和原子力显微镜表征了薄膜的结构和形貌,发现提高基片温度,薄膜的结晶性和粒子尺寸均提高;提高沉积压力,薄膜的晶粒尺寸增大而结晶性不变。场效应测试结果表明,C₆₀薄膜的迁移率与其结晶性密切相关,高的结晶性有利于获得高迁移率;不同于平面有机半导体材料,对于球状C₆₀半导体材料,大的晶粒尺寸可能导致低迁移率。     

MX2型二维半导体载流子迁移率理论预测

为找到未来半导体晶体管合适的沟道材料,计算了14种MX_2(其中M=Mo,W,Sn,Hf,Zr和Pt,X=S,Se和Te)型二维半导体载流子有效质量、带隙以及电子和空穴迁移率。在计算过程中,为了快速对载流子迁移率进行估计,利用形变势的近似电声耦合矩阵元。计算时考虑长波光学声子和声学声子的散射,而在极化晶体中,考虑了极化散射。计算结果表面,WS_2,PtS_2以及PtSe_2具有最高的电子迁移率以及非零的带隙。其中,PtSe_2的电子在室温下的理论迁移率上限为4000 cm~2·V~(-1)·s~(-1),而W,Hf和Zr的二维化合物室温时的空穴迁移率较高,其中含W的化合物理论迁移率上限到2600 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。该计算研究为实验合成高迁移率的二维材料提供指导,同时为实验获得高性能以二维材料作为沟道的场效应晶体管提供参考,加速二维材料的应用。     

有机发光晶体管的关键材料和器件研究※

有机发光晶体管(organic light-emitting transistor, OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件, 其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能, 在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义. OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求, 而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善. 近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上, 聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究, 发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料, 构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件, 为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.     

氟代寡聚噻吩系列衍生物的载流子传输性质的理论研究

基于密度泛函理论方法, 采用Marcus电荷转移公式, 分别从几何和电子结构、 重组能、 转移积分及迁移率等方面研究了氟代寡聚噻吩系列衍生物中噻吩环个数、 全氟代苯位置的改变及F原子的引入对体系载流子传输性质的影响. 计算结果表明, 化合物1b, 1c和1d的电子迁移率随着噻吩单元个数的增加而逐渐升高, 因此可以通过增加噻吩单元个数来提高其电子迁移率; 而对于化合物1d, 2a和2b而言, 氟代苯位置的改变对传输性质产生了较大的影响, 其中化合物1d具有良好的平面性和π-π堆积, 传输性能最好, 有望成为良好的双极性传输材料; 比较化合物2b与3可以发现, F原子的引入增大了化合物2b的载流子迁移率, 为实验设计高迁移率的传输材料提供了理论依据.     

无机材料在有机太阳能电池中的应用

无机材料电子迁移率高、光谱响应范围与太阳光谱匹配,而有机材料价格低廉、合成方法简单、容易制作在基底上,因此在太阳能电池中具有更广阔的应用前景。 目前,阻碍有机太阳能电池发展的主要原因是材料的载流子迁移率低、器件稳定性差、吸收光谱与太阳光谱不匹配,导致光电转换效率较低。 若能将有机、无机材料二者的优点相结合,将可提高有机太阳能电池的能量转换效率。 目前的研究已经取得了一定进展,无机材料在受体层、阴极缓冲层、阳极缓冲层中的应用均不同程度地提高了有机太阳能电池的能量转换效率。 本文综述了目前该领域的研究现状,并对今后的研究提出了展望。     

有机空穴传输材料在钙钛矿太阳电池中的应用

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池(PSCs)由于其诸多优点得到广泛关注,而有机固态空穴传输材料(HTMs)代替液体电解质使其得到飞速的发展,提升了电池的效率和稳定性,已经成为PSCs的重要组成部分。目前应用于PSCs的空穴传输材料分为有机空穴传输材料和无机空穴传输材料两大类。无机空穴传输材料的可选择范围较窄,对应器件的光电转换效率相对较低。开发各类能级匹配、空穴迁移率高的有机空穴传输材料是提高器件效率和稳定性的有效手段,成为相关领域的研究热点。本文依据相对分子质量的大小,将应用于PSCs中的有机空穴传输材料分为小分子类和聚合物类空穴传输材料,详细评述了有机空穴传输材料分子结构对PSCs光电转换效率、填充因子、开路电压、短路电流和稳定性的影响,并对其能级、空穴迁移率的高低、添加剂的使用等进行了讨论。最后详细论述了有机空穴传输材料未来的研究重点和发展趋势。     

纸基食品接触材料中4-肉桂苯酚和水杨酸对叔丁基苯酯向干性食品模拟物TenaxTA的迁移

以纸基食品接触材料中的4-肉桂苯酚(CP)和水杨酸对叔丁基苯酯(TBS)为模拟迁移物,对其向干性食品模拟物Tenax TA中的迁移规律采用超高效液相色谱结合荧光检测(UPLC-FLR)方法进行了研究。在不同温度下对CP和TBS的迁移动力学进行了考察,并对其在封闭环境和敞开环境下的迁移率进行对比研究。通过设计不同质量的Tenax TA接触直径为3.5 cm圆片样品的迁移试验,探索了迁移试验中合适的模拟物质量/接触材料面积比条件。系列试验结果表明,迁移物迁移时间越长,迁移温度越高,相应的迁移率就越高;在高的迁移温度下,迁移物在Tenax TA上的解吸会导致迁移率的下降;在封闭条件下CP和TBS的迁移率要高于敞开条件下的迁移率;迁移试验中,4.16 g/dm²的模拟物质量/接触材料面积比是利用干性食品模拟物进行食品接触材料暴露评估的合适的迁移试验条件。密闭条件下市售的8种食品接触材料干性食品模拟物迁移实验研究表明,TBS存在于用于包装坚果类食品的包装纸中,含量为15.54 mg/kg。     

烷基链长度对非对称含噻吩五元稠环化合物传输性能的影响北大核心CSCD

含噻吩并苯类分子是一类代表性的高迁移率有机半导体材料,以其为共轭骨架构建的不对称分子在薄膜中倾向于形成双层排列结构,并以二维层状方式生长,有利于实现高迁移率。烷基取代基的长度会对有机半导体材料的堆积形貌产生影响。本文设计合成了不同长度烷基链取代的噻吩并[4,5-b][1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩(syn-BTBTT-Cn,n=4,5,6,7,8,10),系统研究了烷基链长度对化合物热稳定性、能级、载流子传输能力、堆积结构和薄膜形貌等方面的影响。结果表明,所有化合物均不具备液晶性,热稳定性良好。在所制备的蒸镀薄膜中所有分子均形成双层堆积结构,共轭核在层内形成鱼骨架堆积,烷基链长度会影响薄膜的有序度和堆积的紧密程度。基于该类材料制备的有机薄膜晶体管(OTFT)器件的迁移率都超过7.0 cm^(2)/(V·s),其中syn-BTBTT-C8分子的迁移率最高可达13.8 cm^(2)/(V·s),平均值为12.5 cm^(2)/(V·s)。     

Synthesis,Luminescence and Intramolecular Energy Transfer of Binary and Ternary Rare Earth Complexes with Aromatic Carboxylic Acids and 1, 10-Phenanthroline

A series of binary and ternary rare earth complexes with para-substitued benzoic acids and 1,10-phenanthroline were synthesized. The phosphorescence spectra were measured and the lowest triplet state energies of ligands were determined, the phosphorescence lifetimes were obtained and intramolecular energy transfer mechanism between ligands was studied. The luminescence properties were also measured and were in agreement with the prediction. The energy match and intramolecular energy transfer process in these binary and ternary complexes were discussed in detail.     

The Tannins from Sanguisorba officinalis L. (Rosaceae): A Systematic Study on the Metabolites of Rats Based on HPLC–LTQ–Orbitrap MS2 Analysis

Sanguisorba tannins are the major active ingredients in Sanguisorba ofJicinalis L. (Rosaceae), one of the most popular herbal medicines in China, is widely prescribed for hemostasis. In this study, three kinds of tannins extract from Sanguisorba officinalis L. (Rosaceae), and the metabolites in vivo and in vitro were detected and identified by high-pressure liquid chromatography, coupled with linear ion trap orbitrap tandem mass spectrometry (HPLC–LTQ–Orbitrap). For in vivo assessment, the rats were administered at a single dose of 150 mg/kg, after which 12 metabolites were found in urine, 6 metabolites were found in feces, and 8 metabolites were found in bile, while metabolites were barely found in plasma and tissues. For in vitro assessment, 100 μM Sanguisorba tannins were incubated with rat liver microsomes, liver cytosol, and feces, after which nine metabolites were found in intestinal microbiota and five metabolites were found in liver microsomes and liver cytosol. Moreover, the metabolic pathways of Sanguisorba tannins were proposed, which shed light on their mechanism.     

蛋白质组学技术筛选与鉴定癫痫疾病的差异蛋白质

应用蛋白质组学双向凝胶电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2DE)和质谱技术, 定量分析和鉴定了癫痫组(n=3)和正常组(n=3)脑组织的差异表达蛋白, 以从蛋白质水平上揭示癫痫病的发机制. 结果表明, 凝胶图谱可辨识2500~3000个蛋白点, 对21个显著差异表达蛋白点进行质谱鉴定和SwissProt数据库检索, 得到17个癫痫差异蛋白, 其中2个蛋白在癫痫组织中表达上调, 15个蛋白表达下调. 部分蛋白与癫痫的关系属首次报道. 这些蛋白与癫痫的发生发展相关, 可能成为癫痫的分子标志物和药物治疗的靶向蛋白.     

Gas chromatography-olfactometry analysis of the volatile compounds of two commercial Irish beef meats

The volatile flavour compounds of two commercial Irish beef meats (labelled as conventional and organic) were evaluated by gas chromatography-olfactometry and were identified by gas chromatography-mass spectrometry. The volatile compounds were isolated in a model mouth system. Gas chromatography-olfactometry was performed by a group of eight assessors using the detection frequency methodology. The odours of the detected compounds were described as well. Eighty-one volatile compounds were identified, 11 compounds of which possessed odour activity in the first beef sample and 14 of which in the second meat sample. Ten volatile flavour compounds were common to both: methanethiol, dimethyl sulphide, 2-butanone, ethyl acetate, 2- and 3-methylbutanal, an unknown compound, 2-octanone, decanal and benzothiazole. Two unknown compounds were only detected in the first sample while 2,3-pentanedione, 4-methyl-3-penten-2-one, 2-heptanone, dimethyl trisulphide and nonanal were only perceived in the second beef. Significant differences in terms of detection frequency, odour characteristics and in nature of the volatile flavour compounds were emphasised between the two samples.     

Synthesis,optical, and structural properties of bisphenol-bridged aromatic cyclic phosphazenes

Phenoxy- and naphthoxy-substituted bisphenol-bridged cyclic phosphazenes were synthesized in 2 steps and their thermal, photophysical, and electrochemical properties were investigated. The structures of the cyclic phosphazene compounds were determined by ESI-MS mass spectrometry and ¹ H, ¹³ C, and ³¹ P NMR spectroscopies. The photophysical studies of phenoxy- and naphthoxy-substituted bridged cyclophosphazenes were investigated by means of absorption and fluorescence spectroscopies in different solvents. Thermal and electrochemical properties of the target compounds were also studied. Furthermore, the excimer emissions through intramolecular interactions in solution and in solid state were investigated by fluorescence spectroscopy and the theoretical calculations were performed in detail using DFT.     

柱前衍生-超高效液相色谱-单重四极杆质谱法分析不同产地烤烟的20种游离氨基酸

为了分析烤烟中游离氨基酸含量与烤烟香型、产地的关系,以国内14个烟草种植省份的138个调制后的烤烟中部叶片为材料,采用柱前衍生-超高效液相色谱-单重四极杆质谱法对烤烟中的20种游离氨基酸进行分析。方法表征结果显示该方法满足分析要求,适合烤烟中游离氨基酸的检测。对调制后烤烟中部叶片的游离氨基酸分析结果显示,烤烟的游离氨基酸含量在产地间差异很大（28.50%~94.20%）,其中天冬酰胺、谷氨酰胺含量的相对标准偏差（RSD）超过80%;在3种典型香型（浓香型、清香型和中间香型）烤烟中,浓香型烤烟游离氨基酸含量的RSD大于其他两种香型。对同一香型的不同种植省份和同一省份不同香型的烤烟游离氨基酸分析结果显示,其含量呈现一定的规律。     

催化柴油中的酚类化合物及其对柴油安定性的影响

催化裂化柴油用１０％的碱－醇（５：１体积）萃取,得到了０．５～０．８Ｗ％（相对柴油）的酚的混合物。通过色质分析,鉴定出了６９种酚,其结构比文献报道的从催化柴油中分离的酚的结构要复杂得多。这些酚的混合物对柴油的颜色和沉渣有明显的影响。元素分析表明其中还含有硫氮化合物。     

云南菊科中草药中铅含量特征分析

论述了云南２７种菊科中草药及其水提取物中铅含量的特征。菊科植物及水提物中铅含量的频数分布为正偏态,两者的相关系数ｒ＝０．０９,未呈现显著的线性相关。提取率较高的山紫苑、佩兰、木香铅实际含量低;铅含量高的叶下花、狭叶兔耳风、臭灵丹提取率又较低,减少了人体对Ｐｂ的过量摄入。     

等离子体发射光谱法测定茶水中无机元素的含量

采用电感耦合等离子体发射光谱法对茶水中的无机元素进行分析,对其中的Cu、Zn、Mn、P、Fe5种元素进行定量,讨论了等离子体发射光谱法最佳实验条件及影响茶叶中无机元素浸出量的因素。Cu、Zn、Mn、P、Fe的回收率为92．5％～103．5％,测定结果的相对标准偏差为1．34％-4．5％（n=5）。