含离子有机共轭聚合物的分子设计与场效应构效关系研究

基本信息
批准号:21602208
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:罗河伟
学科分类:
依托单位:郑州轻工业大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张勇,高海丽,方华,赵淑巧,王伟民
关键词:
含离子有机共轭聚合物有机场效应晶体管三组分共聚物开关比离子掺杂
结项摘要

Organic conjugated molecules containing ion have become one of the most intense research topics in conductive polymer materials, photovoltaic interface materials and biosensors because of high conductivity and good solubility in water. But low on-off current caused by high conductivity limits its application in organic field effect transistors (OFETs). In this project, three components copolymer modified with ion and containing pyrrole and pyrrole diketone (DPP) or isoindigo will be designed and synthesized, in which the content of ion can be controlled by the ion monomer ratio in reactant. Then ionic polymer blocked with quaternary ammonium salt, pyridine salt and sulfate salt will be fabricated into thin film field effect transistor devices, and studying surface morphology and molecular arrangement of the film after thermal annealing, furthermore discovering structure-function relationship between the type and content of ionic salt in polymer and mobility and on-off current ratio of the polymer. This study is expected to obtain high mobility and high on-off current ratio organic conjugated polymer, which broaden the scope of high-performance semiconductor materials, as well as provide new idea and method to the design of semiconductor materials.

含有离子的有机共轭分子具有较高的导电性及较好的水溶性,在导电高分子材料、光伏器件界面材料、生物传感等诸多方面均显示出潜在的应用前景,但高导电性导致的高关态电流限制了其在场效应晶体管领域的应用。本项目拟设计合成含吡咯并吡咯二酮(DPP)和异靛蓝(Isoindigo)骨架的三组分有机离子共轭聚合物,通过控制聚合物中离子盐单体的比例调控聚合物离子化程度,构筑含有铵盐、吡啶盐、硫酸盐等离子聚合物的薄膜场效应晶体管器件,研究不同离子聚合物薄膜热退火前后表面形貌与内部分子排列结构,探索聚合物中离子盐种类及含量和离子聚合物迁移率及开关比等性能的构效关系。本研究有望获得含离子的高迁移率,高开关比有机共轭聚合物,为拓宽高性能场效应晶体管活性层材料范围,以及半导体材料的设计提供新的思路与方法。

项目摘要

离子有机聚合物在有机光电材料中应用广泛,越来越受到人们的关注。本项目设计合成了一系列离子聚合物,研究了离子含量和离子聚合物迁移率及开关比等性能的构效关系,结合薄膜形貌等明晰了其半导体性质变化的原因和规律。在此基础上,通过已有的聚合物单体合成出几种给受体化合物,实现了对这些共轭分子的能级、结构与性能调控,分别得到了n型、p型和双极性半导体分子,为发展新型的有机半导体材料提供了研究思路。成果主要以论文的形式发表在Org. Lett., Asian J. Org. Chem., Polym. J学术期刊上,并申请发明专利3项,培养硕士研究生 1 人。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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