碳氢键活化与反应构建的有机/聚合物半导体及其光电器件

有机/聚合物半导体支撑有机电子领域正为解决当今关键信息技术与能源问题提供新的有效手段，将有机合成化学中的先进理念引入有机/聚合物半导体对推进该领域的发展极具科学意义和技术价值。最近，碳氢键活化正成为继过渡金属催化碳－碳偶联反应之后的国际研究热点领域，具有绿色化学的原子经济等优势。有鉴于此，针对于有机/聚合物半导体的高性能化与新功能化的关键问题，该项目中提出了碳氢活化或快捷傅克碳氢化学反应构建特殊分子构象与超分子作用的有机/聚合物半导体。在探索芳烃与杂芳烃的碳氢键活化与反应的基础上，发展有机半导体、聚合物半导体以及碳纳米结构的碳氢活化合成与后修饰功能化，研究其分子结构－聚集态结构－光电性质－器件性能的关系，发展高性能电致发光器件、电存储和光伏电池新材料。

碳氢键活化是实现绿色有机半导体的重要方法。在本项目支持下，我们完成了有机/聚合半导体四元设计理念总结（L-H Xie, et al. Progress in Polymer Science, 2012, 37, 1192–1264.）和碳氢键活化制备有机半导体中的研究进展，并以此基于芴类有机/聚合物半导体开展了原子经济的叔醇傅克反应和直接芳基化、日光反应功能化的探索，优化了碳氢键活化合成二芳基芴的条件，发现了叔醇傅克反应中热力学和动力学控制条件，实践了傅克聚合反应、石墨烯和C60的功能化方法，利用优化傅克反应和直接芳基化合成了系列有机/聚合物光电材料，包括堆积分子半导体、共轭打断聚合物、三维树枝分子、堆积聚合物。在此基础上，探索了在光伏电池、电存储、以及发光二极管等有机器件中应用，形成了特色的傅克方法和材料体系。本项目支持下，已发表SCI论文12篇（7篇IF>4.0）,获授权专利3项，培养博士1名、硕士3名。