本文關(guān)鍵詞：雙極性酞菁類材料的設(shè)計制備及半導(dǎo)體性質(zhì)的研究

  更多相關(guān)文章： 大環(huán)共軛體系 有機半導(dǎo)體 電導(dǎo)率 氣敏

【摘要】：有機半導(dǎo)體材料在電子器件中有如下優(yōu)勢:如低成本、柔性好、大面積、低能耗和微/納米級等,而存在巨大的潛在應(yīng)用價值,最近幾十年來一直受到科研工作者們的廣泛研究。而酞菁、卟啉類的化合物作為大環(huán)共軛體系由于自身的大的π共軛結(jié)構(gòu)所引起的獨特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì),也一直以來吸引著眾多科學(xué)家的研究興趣,其中一個特別吸引人的地方是它的性質(zhì)很大一部分取決于外圍取代基團以及酞菁、卟啉環(huán)中心金屬離子。但是不含取代基的酞菁、卟啉溶解性并不好而且在溶液中特別容易聚集,因此我們會在酞菁、卟啉外圍變換各種取代基,以此來改善酞菁、卟啉的性質(zhì)。進而能使其朝著理想的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)展。目前我們的工作主要是設(shè)計、合成新穎的化合物,對其物理和化學(xué)性質(zhì)進行研究,通過自組裝的方法制備成小分子器件,應(yīng)用于電子領(lǐng)域。⒈雙親性不對稱卟啉鋅化合物的合成,組裝及NO_2氣敏傳感性質(zhì)的研究我們設(shè)計,合成和表征了兩種新穎的雙親性的金屬卟啉鋅化合物[Zn T(OC_2H_4OC_2H_4OH)PP](1)和[Zn T(OC_2H_4NN_(15)C_5)PP](2)。并且我們對兩種卟啉鋅化合物的電化學(xué)性質(zhì)進行了測試。通過溶劑化處理的QLS法將兩種卟啉鋅化合物組裝成膜結(jié)構(gòu),并分別通過紫外可見吸收光譜、紅外光譜、X射線衍射光譜、原子力顯微鏡等技術(shù)以及I-V曲線的性質(zhì)測試進行了研究。實驗結(jié)果顯示,化合物1和化合物2的分子在QLS膜中采取的是較為典型的J聚集(肩并肩的聚集),通過和化合物2的表征結(jié)果進行對比,化合物1的表征結(jié)果顯示,相比較化合物2來說,其結(jié)晶性和膜的高度有序性都明顯的提高,這歸因于化合物1中具有較強的分子間作用力。另外,QLS膜1的電導(dǎo)率比QLS膜2的電導(dǎo)率高一個數(shù)量級,表明取代基團對卟啉行為起到了重要的調(diào)控作用。更重要的是,在NO_2氣敏測試中QLS膜1和QLS膜2在200和800 ppm循環(huán)測試中,都傾向于為接受電子。我們又從氣敏響應(yīng)的靈敏度、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性上來進行了比較,結(jié)果顯示QLS膜1優(yōu)于QLS膜2,這樣的結(jié)果揭示了分子間相互作用、膜結(jié)構(gòu)/形貌和較低的LUMO能級對氣敏性質(zhì)的影響。出乎意料的是,當暴露在NO_2氣體中的時候,QLS膜1和QLS膜2都展現(xiàn)了電流下降,這在卟啉體系中得到n型的氣敏響應(yīng)響應(yīng)是第一例的,現(xiàn)在的結(jié)果不僅代表了第一例以薄膜為基礎(chǔ)的n型金屬卟啉半導(dǎo)體,更重要的是通過分子設(shè)計和自組裝技術(shù)提供了一個有效的方式去得到n型有機半導(dǎo)體。⒉不對稱的酞菁鋅化合物制備Langmiur單層膜來控制Zn S納米顆粒陣列的生長以及半導(dǎo)體性質(zhì)的研究具有典型的雙親性特征的一個新穎的不對稱的酞菁鋅化合物已經(jīng)被設(shè)計、合成,并用一系列光譜手段表征出來,命名為:2,3-二(4-羥基苯氧基)-9,10,16,17,24,25-苯丙錫(n-辛氧)酞菁鋅,Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]。我們用Langmuir技術(shù)制備成單層膜,這個雙親性的化合物不僅僅可以用來作為有機模板,而且可產(chǎn)生較好的納米顆粒,用于Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]/Zn S功能復(fù)合材料。除此之外,多層純膜Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]和多層混雜膜Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]/Zn S通過多次沉積的的Langmuir-Sh?fer(LS)技術(shù)已經(jīng)被成功的制備。我們對純LS膜進行了表面壓力等溫線測試、紫外可見吸收光譜和X射線衍射技術(shù)的研究,結(jié)果表明無論是Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]純LS膜還是Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPh OH)_2]/Zn S混雜膜當中,分子采取得都是面對面的堆積方式(face-to-face,edge-on),并且值得注意的是,I-V測試結(jié)果表明相對于純物質(zhì)來說,混雜膜的導(dǎo)電性明顯提高,原因歸因于緊密的分子排列結(jié)構(gòu)和在雙組份之間更大的界面面積,通過創(chuàng)造一個相互穿插的連續(xù)的有機-無機混雜界面來移除電荷轉(zhuǎn)移時的障礙,當前的方法為有機-無機混雜的納米結(jié)構(gòu)提供了一個新的思路,得到了較好的半導(dǎo)體性質(zhì),具有較為廣闊的應(yīng)用前景。⒊兩種結(jié)構(gòu)相似的單層酞菁銅基化合物的合成酞菁作為具有較大的共軛體系的一個典型的功能材料,由于具有較好的光電和磁性性能,已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在柔性電子紙和成本較低的記憶卡上。但是不含取代基的酞菁銅的溶解性卻不好,這大大限制了酞菁化合物的應(yīng)用,因此我們通過在酞菁外圍引入不同的取代基來成功的改善了酞菁銅類化合物的溶解性。
【關(guān)鍵詞】：大環(huán)共軛體系 有機半導(dǎo)體 電導(dǎo)率 氣敏
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O627
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 卟啉簡介13-14
• 1.2 酞菁簡介14-17
• 第二章 雙親性不對稱卟啉鋅化合物的合成，組裝及NO_2氣敏傳感性質(zhì)的研究17-37
• 2.1 前言17-19
• 2.2 儀器與試劑19-20
• 2.2.1 儀器19
• 2.2.2 試劑19-20
• 2.3 實驗部分20-24
• 2.3.1 試劑的預(yù)處理20
• 2.3.2 化合物的合成過程20-23
• 2.3.3 實驗步驟23-24
• 2.4 譜圖表征24-27
• 2.4.1 質(zhì)譜24-25
• 2.4.2 核磁分析25-27
• 2.5 結(jié)果和討論27-34
• 2.5.1 差分脈沖伏安法（DPV）分析27-28
• 2.5.2 固液紫外對比表征28-29
• 2.5.3 紅外光譜表征29-30
• 2.5.4 X射線衍射光譜（XRD）表征30-31
• 2.5.5 原子力顯微鏡（AFM）表征31-32
• 2.5.6 I-V曲線表征32-33
• 2.5.7 氣敏特性測試33-34
• 2.6 結(jié)論34-37
• 第三章 合成的不對稱酞菁鋅化合物來制備Langmiur單層膜控制ZnS納米顆粒陣列的生長以及半導(dǎo)體性質(zhì)的研究37-53
• 3.1 前言37-38
• 3.2 儀器與試劑38-39
• 3.2.1 儀器38-39
• 3.2.2 試劑39
• 3.3 實驗部分39-44
• 3.3.1 試劑的預(yù)處理39-40
• 3.3.2 配體 4，，5-二（羥基苯氧基）鄰二甲腈的合成過程40-42
• 3.3.3 配體 4，5-二八烷氧基鄰二氰基苯的合成過程42-44
• 3.4 譜圖表征44-46
• 3.4.1 質(zhì)譜44
• 3.4.2 核磁分析44-46
• 3.5 結(jié)果和討論46-51
• 3.5.1 Zn[Pc(OC_8H_(17))_6(OPhOH)_2]單分子層的 π-A曲線46-47
• 3.5.2 固液紫外對比表征47-48
• 3.5.3 X射線衍射光譜（XRD）表征48-49
• 3.5.4 原子力顯微鏡（AFM）表征49-50
• 3.5.5 I-V曲線表征50-51
• 3.6 結(jié)論51-53
• 第四章 結(jié)構(gòu)相似的兩種酞菁銅類化合物的合成53-65
• 4.1 前言53-54
• 4.2 儀器與試劑54-55
• 4.2.1 儀器54-55
• 4.3 實驗部分55-59
• 4.3.1 試劑的預(yù)處理55
• 4.3.2 化合物CuPc(COOC_8H_(17))_8（1）的合成過程55-58
• 4.3.3 化合物CuPc(OC_8H_(17))_8（2）的合成過程58-59
• 4.4 譜圖表征59-63
• 4.4.1 紫外可見吸收光譜59-62
• 4.4.2 質(zhì)譜62
• 4.4.3 紅外光譜分析62-63
• 4.5 結(jié)論63-65
• 結(jié)論與展望65-67
• 參考文獻67-79
• 致謝79-81
• 附錄81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李德平,胡靜;血卟啉類化合物診治腫瘤的研究進展及應(yīng)用[J];中國生化藥物雜志;2003年03期

本文編號：1016796