碗状分子的合成功能化及器件性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sjzm2009
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碗状共轭分子具有独特的物理化学性质,包括碗-碗翻转、碗深、表面选择性、晶体堆积、金属配合和主客体超分子组装等。目前的研究主要基于碗烯(corannulene)和苏曼烯(sumanene)进行的,它们是C60最具代表性的片段分子。与C60相比,C70中C原子和C-C键的种类更多,这使得其片段分子的种类和性质更具多样性,但是由于没有合适的合成策略,对C70片段分子的研究较少。本论文研究内容是通过合适的合成路线合成新型C70的片段分子并对其进行功能化修饰,主要内容如下:1、通过四步反应成功合成了扇贝状C70片段分子,它的碗深为0.89(?),分子间呈一维π-π堆积,有利于载流子传输,其空穴迁移率为1.59cm~2 V-1 s-1。分子与C70之间存在互补性,二者以1:1的比例形成共晶,预计其在有机场效晶体管中具有较好的器件性能。2、通过引入取代基对分子进行功能化修饰,提高分子的溶解度,改变分子间的排列方式。对比不同取代基对分子构型、光学电学性质和晶体堆积的影响。通过1,3,5-三甲基苯基取代分子研究其碗-碗翻转能量ΔG为15.2±1.9 kcal·mol-1。三(乙基)硅炔基取代分子的空穴迁移率为0.87 cm~2 V-1 s-1。3、通过边缘引入两个环戊烯对其进行π-共轭拓展,成功得到更大的碗状C70片段分子,它的碗深为1.20(?),最大π轨道轴矢量锥角为10.126°,它具有更低的LUMO能级和带隙。
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