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含有接受电子的萘二噻二唑的π扩展分子及其加入共聚物:合成、性质和半导体性能

摘要

由于具有良好的物理化学性质和电荷传输特性,熔融π共轭分子作为有机半导体中不可或缺的重要组成部分得到了广泛的发展。在融合π共轭框架中加入受体单元在调节前沿分子轨道能量方面具有优势。然而,由于受体单元的可获得性和合成途径有限,具有供体-受体结构的融合π共轭分子的研究仍然缺乏。本文报道了一种新的融合供体-受体-供体π共轭分子的设计和合成(BDT-NTz)由供电子的苯二氮噻吩(BDT)单元和接受电子的萘二氮二唑(NTz)单元组成。熔合的化学结构BDT-NTz产生了锐利的吸收带和高量子效率。这表明,BDT-NTz表现出典型的p型响应,孔迁移率为1.1 × 10−3厘米2V−1年代−1在有机场效应晶体管中。我们还研制了一种共聚物BDT-NTz和一个接受电子的氟化NTz,并研究了它的光物理/电化学性能和半导体特性。本研究表明,使用含NTz的熔融π扩展分子可以拓宽小分子基和聚合物基有机半导体材料的可用性。

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本研究得到日本文部科学省JSPS KAKENHI (20H02814、20H05841、20KK0123、19K15505、20H04639和21K14602)、CREST (J205101030)、NEDO(21500248-0)和“连接人类、环境和材料的开放创新动态联盟”的支持。我非常感谢高桥产业经济研究财团和NAGASE科学技术财团。感谢CAC, ISIR在获得元素分析方面的帮助。我们感谢Kenji Matsuda教授(京都大学)和Daiki Shimizu博士(京都大学)对荧光寿命和绝对量子产率的测量。我们也要感谢Akinori Saeki教授(大阪大学)所做的PYS测量。

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浅川(R.),徐(T.),横山(S.)et al。含有接受电子的萘二噻二唑的π扩展分子及其加入共聚物:合成、性质和半导体性能。石油J(2022)。https://doi.org/10.1038/s41428-022-00716-x

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