《亞酞菁n型半導體材料的合成及其場效應性能研究》是依託天津理工大學，由馬鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：亞酞菁n型半導體材料的合成及其場效應性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬鋒
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高遷移率且穩定的n型有機半導體材料嚴重缺乏，難以滿足有機半導體器件的發展。本課題擬開發高效穩定的n型有機半導體材料，揭示亞酞菁類半導體材料的分子結構與性能關係，擬以軸向配位的硼亞酞菁環結構為基礎，通過在其環上引入不同數目的氟取代基及改變軸向配位基團的電負性，以期合成出三氟、六氟及全氟取代的亞酞菁類n型半導體材料。深入研究這類材料的合成與提純方法以製備半導體純度的氟代亞酞菁化合物；研究合成半導體材料的光電化學性質及在場效應器件中的套用；研究氟取代基數目及軸向配位基團的電負性對合成材料性能的影響。同時，通過量子化學計算建立分子結構與有機半導體材料性能間的關係並揭示材料的電荷傳輸機制。預期製備的有機場效應電晶體具有良好的電子遷移率、較高的開關電流比和較小的閾值電壓；培養碩士研究生3-4名；發表SCI 收錄論文3篇，申請發明專利1-2篇。
結題摘要
有機半導體材料是有機場效應器件的重要組成部分，在有機薄膜電晶體中直接影響器件的遷移率等性質。酞菁以及亞酞菁類化合物擁有多π電子共軛體系、良好的熱穩定性能以及真空蒸鍍成膜等特點，是製造OFETs器件的良好有機半導體材料。本項目通過將氟原子取代基引入到化合物分子中，將p型材料轉變成n型材料，並將它們套用到OFETs中。以四氟鄰苯二甲腈及鄰苯二甲腈為原料合成酞菁及亞酞菁類半導體化合物並研究它們的光熱及電化學性質。溶液UV-Vis光譜測試表明合成化合物在Q帶具有較強吸收峰。全氟金屬酞菁化合物MPcF16（M = Cu, Zn, VO）的LUMO能級值介於-4.57 ~ -4.50 eV之間；硼亞酞菁及全氟硼亞酞菁化合物的LUMO能級值介於-4.08 ~ -4.00 eV之間。氟代金屬酞菁化合物MPcF16（M = Cu, Zn, VO）其熱分解溫度（Td）均在380 ℃以上；亞酞菁及全氟硼亞酞菁化合物的熱分解溫度在280 ℃以上，它們具有良好的熱穩定性。製備的基於合成化合物的場效應器件顯示n-溝道特性，具有較高的電子遷移率，在有機光電子器件中具有潛在的套用前景。
