《富硫有機-無機異質結構的組裝及光電性質的研究》是依託蘇州大學，由朱琴玉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：富硫有機-無機異質結構的組裝及光電性質的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱琴玉
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
富硫有機功能分子，如四硫富瓦烯（TTF）及其衍生物，具有很好的電荷轉移性質，能生成穩定的游離基，是很好的有機半導體材料。另一方面，無機半導體簇合物由於其獨特的性質及良好的操控性能而有廣泛的套用。本研究的內容是設計合成新型富硫有機分子並與無機硫化物、氧化物等簇合物進行配位或分子、離子組裝，獲得具有明確結構的有機-無機雜化的功能化合物，製備新型異質結構的半導體材料，在分子水平上研究有機-無機結構間的能級匹配和電荷轉移。利用有機TTF類游離基少有的高載流子遷移率及結構易調的特點獲得光電回響性能好的有機-無機異質結構材料。從理論計算及微觀結構的視角研究這類雜化半導體材料的光電性質。
結題摘要
有機-無機雜化異質結構材料結合了無機材料穩定的半導體特性、高載流子傳輸性和有機材料的多功能性、易改性和易嫁接等特性，一直在新型光電功能材料及器件研究中倍受關注。本課題主要研究可分為兩大相關部分，其一是以四硫富瓦烯（TTF）羧酸陰離子、質子化四硫富瓦烯二吡啶陽離子與各種結構的無機陰陽離子組裝得到系列異質結構電荷轉移鹽。其二是以四硫富瓦烯羧酸配體、四硫富瓦烯二吡啶配體與金屬離子配位得到具有新穎結構的有機金屬框架化合物或聚合物。研究了這類新穎的異質結構材料的氧化還原及結構間的電荷轉移以及結構對功能基團的空間效應。在此基礎上製備了這兩類化合物的薄膜和光電極，系統研究了半導體及光電回響性能，從理論計算及微觀結構的視角闡明了這類雜化材料的光電轉化機理。 課題研究的主要成果是：(1) 在室溫下發現由超分子限域效應引起的C–H鍵被活化，C–C單鍵轉化為具有雙鍵結構的脫氫機理，這是首個超分子骨架促進烷烴室溫轉化為烯烴的獨特例子。(2) 發現了一種潛在的新型硫氰化亞銅和四硫富瓦烯異質結構空穴傳輸材料，這類異質材料具有好於單組分材料的導電性和載流子遷移率。(3) 製備了四硫富瓦烯電荷轉移鹽及其薄膜電極，提出了結構、電荷轉移及光電回響性能的互聯關係，這種電荷轉移程度可以通過結構改造、不同電荷轉移模式的設計來調節。(4) 得到了具有氧化還原功能的三維八重穿插的類金剛石材料，發現位於三維孔道中的TTF分子對因受空間限域作用產生強的電荷轉移具有很好的光電回響。(5) 將TTF衍生物錨定在鈦氧簇上，在分子水平上研究了這類電荷轉移配體對鈦氧簇的光電化學性質的影響。該項研究使四硫富瓦烯這個傳統的明星分子在新型光電功能材料的設計及套用中發揮了新的作用，拓展了研究的套用性。
