1、近年來,有機場效應(yīng)晶體管的研究引起了人們極大的興趣,由于有機材料來源廣、制備工藝簡單、成本低和柔韌性好,有機場效應(yīng)管可被用作全有機主動顯示、電子紙、智能卡、電子商標、存儲器、傳感器和有源矩陣顯示器等,顯示出很大的潛力。有機場效應(yīng)管的性能主要取決于有機半導體層的載流子遷移率,因此合成新的有機半導體材料和探索分子結(jié)構(gòu)、有機薄膜形貌和場效應(yīng)性能之間的關(guān)系一直是研究的重點。本論文主要合成了兩類雜化有機半導體材料并研究了其光學和電學性能。

2、　　 1.研究基于噻吩的雜化有機化合物的光學、形貌、單晶和薄膜場效應(yīng)性能。在此論文中設(shè)計合成了5-(9-丁基-3-咔唑基)連三噻吩(BCTT)、2,5-雙(9-丁基-3-咔唑基)噻吩(BBCT)和2-(9-丁基-3-咔唑基)-5-(2-二苯并噻吩基)噻吩(BCDT)三個有機物。它們分子結(jié)構(gòu)差別在于噻吩一端的取代基不同,由此表現(xiàn)出完全不同的光學、形貌和電學性質(zhì)?；衔顱CTT晶體中分子呈Herringbone排列,相鄰分子主軸相互平行,

3、也就是H型堆積,分之子間具有較強的作用力。而BBCT和BCDT固體內(nèi)分子堆積屬于J型,分之子間的作用力較弱,兩者的微晶表現(xiàn)出很好的韌性。BCTT的真空蒸鍍膜具有高的結(jié)晶性和有序度,而BBCT和BCDT的真空蒸鍍膜是無定形的,膜的結(jié)晶性對其場效應(yīng)性能產(chǎn)生很大的影響。
　　 三個化合物均表現(xiàn)出p型半導體特征,BCTT薄膜場效應(yīng)器件載流子遷移率超過10-3cm2/V·s,其單晶遷移率最高可達0.094 cm2/V·S,遠高于BBCT和

4、BCDT單晶器件,而且BCTT的單晶器件具有良好的空氣穩(wěn)定性。它們的場效應(yīng)性能差別主要與固體中分子的排列有關(guān)。這些結(jié)果將有助于對有機分子結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的理解和研究雜化有機化合物的載流子本征遷移特性。
　　 2.研究二苯乙烯類雜化化合物的光學和場效應(yīng)性能。通過Horner-Emmons反應(yīng)合成六個對稱二苯乙烯類化合物:4,4’-雙(2-噻吩乙烯基)聯(lián)苯(BTVBP)、4,4’-雙(2-連二噻吩乙烯基)聯(lián)苯(BBTVBP)、4,4’

5、-雙(2-并二噻吩乙烯基)聯(lián)苯(BTTVBP)、4,4’-雙(2-二苯并噻吩乙烯基)聯(lián)苯(BDTVBP)、4,4’-雙[2-(3-N-丁基咔唑基)乙烯基]聯(lián)苯(BBCVBP)和4,4’-雙(9-蒽基乙烯基)聯(lián)苯(BAVBP)。它們的合成方法簡單、產(chǎn)率較高。由于其端取代基的不同而表現(xiàn)出不同的光學和電學性質(zhì)。
　　 BTTVBP和BDTVBP薄膜的吸收峰相對于溶液來說出現(xiàn)了藍移現(xiàn)象,在固態(tài)中相鄰分子呈H型聚集；BTVBP和BBTVB

6、P薄膜的吸收峰出現(xiàn)了非常明顯的寬化現(xiàn)象,說明在這兩個化合物固態(tài)中相鄰分子作用比較復雜,可能同時存在多種排列方式；而BBCVBP固態(tài)的吸收譜和溶液吸收譜重疊,說明固體中分子之間作用力與溶液類似,比較弱。與其它五個二苯乙烯類化合物不同,BAVBP固態(tài)膜的熒光強度遠遠高于溶液中的,表現(xiàn)出凝聚態(tài)熒光增強效應(yīng)。
　　 通過XRD和AFM研究了這些化合物的真空鍍膜形貌。BTVBP和BBCVBP膜的結(jié)晶性差。其余的化合物真空蒸鍍膜都表現(xiàn)出良好

7、的結(jié)晶性。BBTVBP真空蒸鍍后有新升華相的產(chǎn)生,經(jīng)過OTS處理后升華產(chǎn)生的新相變成主要成分。在高的襯底溫度下,OTS處理有助于BTTVBP分子采取更加垂直的方式排列在基片上。
　　 BAVBP沒有場效應(yīng)性能,其余均是p型半導體材料。BTVBP的薄膜場效應(yīng)性能一般,歸因于膜結(jié)晶性較差。BBTVBP和BTTVBP空穴遷移率均超過10-2cm2/V·s,開關(guān)比超過105。BDTVBP表現(xiàn)出好的場效應(yīng)性能,空穴遷移率可達5.2×10-