含硅桥联稠环有机半导体材料的合成及性质研究

有机场效应晶体管的研究得到了学术界和工业界的极大关注，并取得了迅猛发展。如何最大程度降低有机场效应晶体管的成本是关系到有机场效应晶体管应用前景的最重要问题之一。本申请在综合文献和申请人以往工作经验的基础上，着眼于低成本的溶液法制备有机薄膜场效应晶体管，从设计、合成具有高性能和良好溶解性的有机半导体材料入手，结合高性能的稠环化合物和噻咯的特点，将带柔性链的噻咯单元引入稠环化合物，设计、合成新型高性能、易溶解的有机半导体材料。通过溶液法制备有机半导体薄膜并构筑薄膜场效应晶体管器件。筛选高性能、高溶解性的有机半导体材料，并探索低成本的溶液法成膜方法与条件。总结分子结构与自组装成膜、分子结构与性能、成膜条件与性能的关系，为低成本的溶液法制备有机薄膜场效应晶体管的发展提供实验和理论基础。

经过二十几年的发展，有机场效应晶体管的研究得到了学术界和工业界的极大关注，并取得了迅猛发展。但是目前该领域中仍然存在许多基本的科学问题有待解决，如：如何通过分子结构设计提高材料的稳定性与溶解性，如何获得更高的电学性能，如何揭示材料结构与性能的关系等，这对于指导合成新的有机半导体材料，获得综合性能优良的场效应晶体管以及实现其商业化都具有十分重要的意义。结构决定性能，通过分子结构的修饰来对材料的溶解性、稳定性及电学性能等的调整，是实现材料性能优化的重要途径，也是目前该领域中重要的课题。针对这些问题，在本项目的资助下，我们取得了如下研究成果：（1） 通过引入带烷基链的硅噻咯，合成了一系列含硅苯并噻吩类化合物，稠环化合物的溶解性得到了很大提高，并研究了其物化性能及应用；（2） 合成了两类一维苯并噻吩类稠环化合物，并研究了其物化性能及在场效应晶体管方面的应用；（3） 合成了两类二维苯并噻吩类稠环化合物，并研究了其物化性能及在场效应晶体管方面的应用，特别是用溶液法制备了其单晶器件，获得了较高的性能，为接下来综合性能优异材料的筛选和新材料的设计合成提供了指导意义；（4）项目执行期间，撰写论文5篇，已发表高影响的 SCI 论文2 篇，另外3篇正在投稿过程中。.计划任务完成，实现了课题的预期目标。