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近年来,具有电子给体-受体结构的有机功能材料因其独特的分子特性,使其在半导体领域受到人们的广泛关注。基于此,本论文从给-受体功能分子的设计、合成出发,通过对给体或受体结构的改变,调节其分子光谱和能级结构,研究其在有机场效应晶体管方面的应用。主要研究成果总结如下: 1.设计合成了以Pechmann染料衍生物(BPD)为骨架的两个新型给受体分子FBBPD和TFBBPD,通过在分子中引入含有一个或三个F原子的苯基基团,有效的降低了分子的LUMO能级,使得两种化合物均表现出双极性半导体性能。其中,由于TFBBPD具有更低的LUMO能级及合适的带隙,使其表现出比FBBPD更好的性质,其空穴迁移率和电子迁移率分别达到0.054 cm2V-1s-1和0.58cm2V-1s-1。 2.通过在苯并二呋喃骨架上引入氰基电子受体基团,设计并合成了“十字交叉”型给受体分子BDFTM。利用该分子兼具p型半导体及固态发光的特点,分别研究了其在场效应晶体管和微纳晶光波导方面的潜在应用。另外,利用该分子中受体功能基团可与硫化氢发生Michael加成反应的特点,制备了具有高选择性和灵敏度的气体硫化氢场效应传感器,其最低检测限可达10 ppb。 3.在给受体聚合物DPPTTT中掺杂适量的四甲基碘化铵(NMe4I),通过简单的旋涂成膜方法,即可有效提高其空穴迁移率,最高达到26.2cm2V-1s-1,是本体聚合物的24倍。我们进一步对掺杂机理进行了研究,结果表明,NMe4I的引入有效提高了聚合物的有序性,改善了聚合物的薄膜形貌,并降低了其器件的接触电阻,从而提高了聚合物的迁移率。该方法不需任何后处理,有利于制备廉价,高性能的有机场效应晶体管。