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作者：阳峰兰州大学

学位级别：硕士

本论文的主要工作是设计并合成了一系列氮杂并五苯衍生物,并对其在有机场效应晶体管方面的性质做了深入细致的研究。本文重点考察了三异丙基硅基修饰的并五苯骨架中引入不同数目的氮原子,以及在芳环外引入各种卤素原子后其能级的变化规... 详细信息

本论文的主要工作是设计并合成了一系列氮杂并五苯衍生物,并对其在有机场效应晶体管方面的性质做了深入细致的研究。本文重点考察了三异丙基硅基修饰的并五苯骨架中引入不同数目的氮原子,以及在芳环外引入各种卤素原子后其能级的变化规律,深入研究了能级变化对其有机场效应晶体管性质的影响。此外,结合理论计算,对影响器件性能的参数进行了研究。主要研究内容如下：1.设计合成了在并五苯末端环上引入2个或4个氮原子的含吡嗪环的氮杂并五苯衍生物,并对其性质进行了表征。此类分子普遍显示了良好的光氧化稳定性和热稳定性。单晶结构显示其在固体状态下有强的π-π堆积,有利于电荷传递。研究表明在引入氮原子后分子的最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)与并五苯相比均明显降低,但其带隙没有发生较大改变。对其制备的薄膜场效应晶体管研究发现,与并五苯相比,氮杂并五苯衍生物的电子迁移率明显增强,空穴迁移率明显降低。2.结合理论计算,对一系列氮杂并五苯分子的结构与性质关系进行了系统的比较研究,深入研究了在引入不同氮原子后其性质的变化规律。运用密度泛函理论的方法计算了该系列氮杂并五苯分子的重组能(λ)、电子亲核势(EA)、电离能(IE)以及分子轨道能级。结果表明,引入氮原子和卤素原子后,其λ、EA、 IE均呈增大趋势。这一结果为我们设计合成稳定的n型与双极性有机半导体分子提供了指导。

关键词：有机半导体氮杂并五苯薄膜晶体管大共轭体系密度泛函理论

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