新型稠环铂炔功能材料的制备与场效应晶体管性质的研究

In this work, we planed to designed and synthesized organic polycyclic molecules and their platinum-alkyne complexes, which are expected to utilize Pt-Pt metal interaction and π-π interactions, to carry out the molecular self-assembly. By optimizing the conditions, diversified supramolecular assemblies can be built to explore the structure-activity relationship between polycyclic Platinum-alkyne molecular structure and assembly behavior. In addition, by way of preparation of OFET devices, the relationship between self assembly and device performance can be further investigated, thus providing a reference for the application of platinum acetylide complexes in supramolecular chemistry and photoelectric functional materials.

本工作主要设计合成有机稠环分子以及它们的铂炔配合物，期望利用配合物之间的Pt…Pt金属相互作用以及稠环骨架之间的π-π相互作用，开展分子自组装的研究，通过条件优化，构筑多样化的超分子组装体，探讨稠环铂炔分子结构与组装行为的构效关系，通过溶液加工的方式制备OFET器件, 深入探讨自组装行为和器件性能之间的关系，为拓展铂炔配合物在超分子化学以及光电功能材料上的应用提供参考。

课题主要聚焦共轭配体以及其铂配合物分子的合成方法、结构表征、光电性能与应用、以及功能体系的构筑与调控等方面的研究。课题成功合成若干种类以酰亚胺类有机稠环铂炔为骨架的新型有机π-共轭分子, 建立了高效合成方法，研究分子电子结构、光物理和电化学等性质以及凝聚态下的形貌与分子排列。荧蒽并酰亚胺衍生物的结构与能级能通过化学合成的方法有效调节，它们的LUMO 能级位于-3.16 和-3.80 eV之间，符合太阳能电池受体材料对n 型半导体的能级要求。在Ag/MoO3/受体材料: P3HT/ZnO/ITO器件结构下，荧蒽并酰亚胺铂炔聚合物器件效率为1.75%。成功合成了以二氰亚甲基作为吸电子基团的三苯胺化合物，LUMO能级低于-3.8 eV，这类材料的关键合成步骤包括付克酰基化的关环及一步四氯化钛催化的缩合反应。光谱和电化学手段能证明吸电子片段对能级的影响，此类化合物的一维生长趋势能得到了微米尺度的有机单晶线。成功合成姜黄素铂配合物，并研究了姜黄素配体丰富的光电性质，在可见光的作用下能高效产生单线态氧特性有利于在生物抗菌/抗癌方面的应用。成功合成了阳离子寡聚物并作为铂配合物的配体，系统研究了阳离子寡聚物分子的溶液自主装行为，光物理性质以及抗菌活性，并探索了其铂配合物的合成方法学。实验证明铂炔聚合物主链上的芳环以及三丁基磷配体的位阻效应会导致差的聚合物的导电性，此种性质并不适合电子学器件的制备，而且铂炔化合物也并没有通过铂-铂相互作用和π-π相互作用促使分子有序排列形成纳米线。本课题通过一系列结构与性能的关系的研究，能为进一步促进铂配合物体系的发展研究提供数据参考。