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2,6-薁和双噻吩酰亚胺共聚物的设计合成及载流子传输性能

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科学通报 2024年第1期69卷 45-57页

作者：汪洋向焌钧高希珂中国科学院上海有机化学研究所中国科学院有机功能分子合成与组装化学重点实验室上海200032

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别... 详细信息

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别为无规、偶极相反和偶极高度一致.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法对聚合物的光谱和电化学性质进行研究.基于3个聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件均表现出n-型半导体特性,其中薁单元偶极取向排列高度一致的聚合物P(AzBTPD-3)表现出最优的器件性能,电子迁移率可达0.027 cm~2V^(-1)s^(-1).本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物主链中薁单元偶极取向的排列方式,为薁基聚合物的合成化学和结构-性能关系研究提供了新思路.

关键词： 2,6-薁双噻吩酰亚胺共轭聚合物偶极取向有机场效应晶体管

2,6-薁和3,4-丙撑二氧噻吩共聚物的主链结构调控及性质研究

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化学学报 2023年第10期81卷 1341-1349页

作者：汪洋向焌钧葛从伍高希珂中国科学院大学、中国科学院上海有机化学研究所、中国科学院有机功能分子合成与组装化学重点实验室上海200032

本工作通过理性分子设计和直接芳基化聚合策略,合成了三个基于2,6-薁和3,4-丙撑二氧噻吩的共轭聚合物P(AzProDOT-1)、P(AzProDOT-2)和P(AzProDOT-3),其主链中薁单元偶极取向排列方式分别为无规、部分规整和高度有序.通过密度泛函理论(de... 详细信息

本工作通过理性分子设计和直接芳基化聚合策略,合成了三个基于2,6-薁和3,4-丙撑二氧噻吩的共轭聚合物P(AzProDOT-1)、P(AzProDOT-2)和P(AzProDOT-3),其主链中薁单元偶极取向排列方式分别为无规、部分规整和高度有序.通过密度泛函理论(density functional theory,DFT)计算、紫外-可见吸收光谱和循环伏安法等对三个聚合物的物理化学性质进行表征,三个聚合物在溶液和薄膜状态均表现出质子响应性质.通过溶液旋涂法构筑了三个聚合物空间电荷限制电流(space-charge-limited current,SCLC)器件,薁单元偶极取向排列高度有序的聚合物P(AzProDOT-3)表现出最优的器件性能,空穴和电子迁移率分别为1.41×10^(−4) cm^(2)·V^(−1)·s^(−1)和1.66×10^(−5) cm^(2)·V^(−1)·s^(−1).本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物的主链结构,为薁基共轭聚合物的合成化学和明晰其结构-性质/性能关系提供了研究思路.

关键词： 2,6-薁 3,4-丙撑二氧噻吩共聚物偶极取向空间电荷限制电流

柱状矢量光束激发的低维半导体材料及其异质结荧光特性研究

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柱状矢量光束激发的低维半导体材料及其异质结荧光特性研究

作者：侯世锦湖南大学

学位级别：硕士

低维半导体材料凭借其优异的光电特性以及独特的结构在光电子学和光子学有着广泛应用,并且已经应用于发光二极管（LED）、量子信息器件、场效应晶体管（FET）、光电探测器以及太阳能电池等多种光电邻域。而理解低维半导体中的光与物质... 详细信息

低维半导体材料凭借其优异的光电特性以及独特的结构在光电子学和光子学有着广泛应用,并且已经应用于发光二极管（LED）、量子信息器件、场效应晶体管（FET）、光电探测器以及太阳能电池等多种光电邻域。而理解低维半导体中的光与物质相互作用对于合理设计新的光电元件至关重要,在光激发下材料产生的电子和空穴对的跃迁偶极矩（TDM）极大影响着光与物质的耦合强度。因此为了实现低维半导体材料在光电器件上更大程度的应用,深入了解低维材料的偶极取向从而为进一步提升光耦合效率有着重要意义。此外,通过构建不同维度的低维半导体材料的异质结构以结合不同维度半导体材料优势这一方式来寻求更高性能的光电器件也已经得到了广泛的研究。其中,基于偶极-偶极相互作用的混合维度半导体材料的能量转移体系在光电器件方面有着巨大的应用潜力,因此研究该体系的偶极-偶极相互作用为提升其能量转移效率以及指导光电器件的设计有着实际应用意义。近年来,随着显微成像技术的迅速发展,基于该技术的许多方法也被广泛应用于低维半导体材料偶极取向的研究,如偏振依赖的光致发光（PL）或电致发光（EL）光谱、椭圆偏振技术、后焦面成像技术以及结合柱状矢量光束的显微成像技术等。其中,基于柱状矢量光束的显微成像技术由于其激发光束独特的偏振特性在明确材料的偶极取向有着较大优势,并且其特殊的偏振态也在光与物质的作用中可以实现材料荧光辐射的增强。本论文中我们主要利用柱矢量光束的时间相关单光子探测和光谱测量系统研究了低维半导体材料的荧光辐射特性,以及由Cd Se/Zn S核壳结构量子点与双层Mo S构成的零维-二维混合异质结的偶极-偶极相互作用。具体的研究内容和结果如下:（1）搭建并优化基于柱状矢量偏振光束的时间相关单光子探测系统,光路上通过液晶偏振转换器实现连续光束与脉冲光束到角向（径向）偏振矢量光束的转换。利用该系统可以进行偏振矢量光束激发下材料的稳态与瞬态荧光光谱的相关测试,同时搭载的压电位移台也可以得到相应荧光强度以及寿命图像,为明确材料的偶极取向以及荧光辐射特性提供手段。（2）通过柱矢量偏振光束的时间相关单光子探测系统研究了低维半导体材料的荧光偏振特性。在不同偏振光束激发下,材料表现出不同的荧光辐射性质。在零维Cd Se/Zn S量子点的荧光图像中我们可以得出该量子点具有三维简并的偶极取向;同时对于Au纳米颗粒和一维Cs Pb Br纳米线而言,在角向与径向偏振矢量光束激发下两者展现出各向异性的荧光辐射情况,这是由于材料长轴和短轴与光的偏振的耦合不同导致的,并且基于此我们也可以得到材料的结构、位置取向等信息;而单层Mo S的荧光辐射主要来源于面内激子复合,我们首先利用后焦面成像系统证实其面内的各向同性光学特性,随后通过两种偏振矢量光束激发该材料测得其荧光光谱。（3）构建了Cd Se/Zn S核壳结构量子点与双层Mo S的异质结构并利用偏振矢量光束研究了其偶极-偶极相互作用的能量转移过程。单个量子点和二维材料Mo S的异质结体系的能量转移类型为F?rster共振能量转移,其转移速率与两者的相对偶极取向相关。而在角向偏振矢量光束激发下的该异质结体系的平均偶极取向优于径向偏振矢量光束激发下的,从而导致两种激发模式下能量转移速率的差异。并且我们利用F?rster共振能量转移理论对两种激发模式下量子点和双层Mo S异质结构能量转移速率不同这一现象进行了解释,从而证实了量子点和双层Mo S偶极取向依赖的能量转移过程。同时基于角向偏振矢量光束激发的该异质结体系具有更高的能量转移速率。此外,为了明确单个量子点参与的能量转移过程,我们测试了量子点的二阶相关函数曲线。

关键词：低维半导体偶极取向柱矢量光束光的偏振偶极-偶极相互作用能量转移

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聚合物压电智能材料研究新进展

高分子通报 2004年第5期 75-82页

作者：胡南刘雪宁杨治中中国科学院广州化学研究所广州510650

聚合物压电材料已经有近 4 0的历史 ,近年来由于被用于智能材料而引起更多研究工作者的关注。本文介绍了聚合物产生压电性能的机制、分类 ,判断、评价聚合物压电性能的基本参数和指标 ,分析了不同形态聚合物压电材料的结构要求及微观机... 详细信息

聚合物压电材料已经有近 4 0的历史 ,近年来由于被用于智能材料而引起更多研究工作者的关注。本文介绍了聚合物产生压电性能的机制、分类 ,判断、评价聚合物压电性能的基本参数和指标 ,分析了不同形态聚合物压电材料的结构要求及微观机理 ,介绍了材料取向、极化机制与方法。讨论了其主要表征和基本模拟方法 ,并对压电聚合物材料的优良性能。

关键词：聚合物压电材料智能材料结构偶极取向非晶高聚物半结晶高聚物聚偏二氟乙烯压电效应热电效应聚四氟乙烯压电陶瓷