【摘 要】
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液晶是介于有序晶体和无序各向同性液体之间的中间稳定相态。盘状液晶分子由于中心芳核的π-π堆积相互作用,易于组装成二维柱状相有序结构体系,由于沿芳香柱轴方向具备一维电荷传输的性质,可被广泛应用于各种有机半导体光电器件。另一方面,金纳米棒(GNRs)作为典型的各向异性纳米粒子,具备优异的光热效应和依形状可调变的等离子共振性质。下一代多功能纳米材料需要单分散、可控尺寸和形状的金属材料,因此,对于纳米粒子
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液晶是介于有序晶体和无序各向同性液体之间的中间稳定相态。盘状液晶分子由于中心芳核的π-π堆积相互作用,易于组装成二维柱状相有序结构体系,由于沿芳香柱轴方向具备一维电荷传输的性质,可被广泛应用于各种有机半导体光电器件。另一方面,金纳米棒(GNRs)作为典型的各向异性纳米粒子,具备优异的光热效应和依形状可调变的等离子共振性质。下一代多功能纳米材料需要单分散、可控尺寸和形状的金属材料,因此,对于纳米粒子的组装研究尤为重要。而盘状液晶同时具备有序性和流动性的特征,有利于介导纳米粒子实现有序组装。尽管已见一些盘状液晶与金纳米棒复合材料的文献报道例子,但由于苯并菲与金纳米棒直接连接实现功能化的难度较大,通过短间隔基键合以及不同长度间隔基苯并菲对金纳米棒组装影响的研究从未见报道。本论文中,我们首先通过混合相配体交换法实现S-Au键的连接,首次制备了由盘状液晶键合功能化的金纳米棒有机-无机复合材料。复合材料在金纳米棒磁偶极矩相互作用和表面修饰的苯并菲盘状液晶配体的π-π堆积作用的共同影响下,实现了金纳米棒的平行排布。并且当间隔基较短时,出现了三维(3D)垂直站立并排堆积,当间隔基为4-12时,随着间隔基增长,能够形成的2D平行组装,最长可达到μm级的长程有序排列。更重要的是,平行排列的金纳米棒之间的距离可以通过简单改变苯并菲间隔基的长度实现精确调控。我们通过将制备得到的不同长度苯并菲修饰金纳米棒TPC2-S-GNRs以及TPC12-S-GNRs与H4TP和H6TP的掺杂共混,考察了金纳米棒对盘状液晶载流子传输性能的影响。掺杂后的样品依然保持良好的液晶相行为。通过在液晶相对样品进行剪切,发现全对称苯并菲可以实现GNRs的宏观取向,取向效率达到92%,使其具备较强的光学偏振吸收。通过对掺杂混合样品的载流子迁移性能测试评价,表明金纳米棒的加入可使大部分掺杂复合样品表现出比纯H4TP/H6TP更高的空穴载流子迁移率,最高的H4TP+1wt%TPC2-S-GNRs的液晶相空穴迁移率达到3.737×10-2cm2 V-1 s-1,超出普通小分子空穴迁移率1到2个数量级,并且长间隔基TPC12-S-GNRs的空穴迁移率高于短间隔基掺杂的样品。
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