80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
南科大郭旭崗教授團(tuán)隊(duì) Angew：芴酮基酰亞胺強(qiáng)缺電子構(gòu)筑基元的設(shè)計(jì)、合成及其n型聚合物在有機(jī)薄膜晶體管中的應(yīng)用
2022-06-11  來(lái)源：高分子科技

  缺電子構(gòu)筑基元在n型聚合物的開發(fā)中起到至關(guān)重要的作用。但是目前在n型聚合物的開發(fā)中，可供選擇的缺電子構(gòu)筑基元的種類相對(duì)較少，特別是具有優(yōu)異溶解性的強(qiáng)缺電子構(gòu)筑基元更為稀缺，這嚴(yán)重制約了n型聚合物半導(dǎo)體材料的發(fā)展。酰亞胺基團(tuán)不僅具有強(qiáng)的吸電子能力，在其氮原子上引入烷基鏈還可以賦予分子優(yōu)異的溶解性和溶液加工性，因此在受體構(gòu)筑基元的開發(fā)中被廣泛應(yīng)用。南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系郭旭崗教授團(tuán)隊(duì)一直致力于酰亞胺基受體構(gòu)筑基元的設(shè)計(jì)與合成，報(bào)道了一系列原創(chuàng)性的工作（Angew. Chem. Int.Ed. 2017, 56, 15304.; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9924.; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6095.; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 4329.; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 1539.; Acc. Chem. Res. 2021, 54, 20, 3804.; Nature 2021, 599, 67.）。

 


圖1. （a）芴酮基酰亞胺強(qiáng)缺電子構(gòu)筑基元的設(shè)計(jì)策略，（b）芴酮基酰亞胺及常見(jiàn)受體構(gòu)筑基元的理論計(jì)算LUMO能級(jí)（基于自旋限制的密度泛函理論(DFT)，在B3LYP/6-31G(d)方法和基組下計(jì)算）。


  最近該團(tuán)隊(duì)在經(jīng)典的缺電子單元芴酮（FO）及其氰基衍生物（FCN）上引入酰亞胺基團(tuán)進(jìn)行修飾，開發(fā)了兩種新型的強(qiáng)缺電子構(gòu)筑基元FOI和FCNI。分子的設(shè)計(jì)策略如圖1a所示，芴酮及其氰基衍生物具有剛性的平面結(jié)構(gòu)，同時(shí)分子內(nèi)酮羰基、氰基的存在使它們表現(xiàn)出缺電子的性質(zhì)；但是由于缺少烷基鏈的修飾，它們的溶解性有限，不利于用于聚合物半導(dǎo)體材料的開發(fā)。在芴酮及其衍生物上引入酰亞胺基團(tuán)，不僅可以提高它們的溶解性，還可以進(jìn)一步拉低其LUMO能級(jí)。如圖1b所示，FOI和FCNI的理論LUMO能級(jí)分別為-2.72和-3.63 eV，電化學(xué)測(cè)試值分別可以達(dá)到-3.68和-4.05 eV。值得注意的是，FCNI的吸電子能力強(qiáng)于經(jīng)典的強(qiáng)受體構(gòu)筑基元萘酰亞胺（NDI）和苝酰亞胺（PDI）（圖1b）。 



圖2. C4FOI（a, b）和C4FCNI（c, d）的單晶結(jié)構(gòu)。


  該工作中，作者還獲得了兩種新型缺電子構(gòu)筑基元的單晶數(shù)據(jù)。如圖2所示，兩個(gè)分子具有高度的平面性，分子間的π-π堆積距離分別為3.50和3.38 ?。 



圖3. （a）芴酮基酰亞胺單體的合成路線，（b）芴酮基酰亞胺聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。


  該團(tuán)隊(duì)在充分研究?jī)煞N新型缺電子構(gòu)筑基元性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步合成了四種長(zhǎng)烷基鏈修飾的單體，并將它們應(yīng)用于聚合物半導(dǎo)體材料的開發(fā)（圖3）。得益于受體基元的強(qiáng)缺電子性質(zhì)，四種聚合物都具有深LUMO能級(jí)（-3.76到-4.26 eV），基于它們制備的有機(jī)薄膜晶體管（OTFTs）器件都表現(xiàn)出了單極性的n型傳輸性能，最高電子遷移率可以達(dá)到0.11 cm2 V-1 s-1（圖4）。 


圖4. 聚合物PFOI-V（a, c）和PFOI-Tz（b, d）有機(jī)薄膜晶體管（OTFTs）的輸出曲線（a，b）和轉(zhuǎn)移曲線（c, d）。


  在該工作中，郭旭崗教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)酰亞胺化缺電子的芴酮單元及其衍生物，開發(fā)了兩種具有優(yōu)異溶解性和高度平面性的強(qiáng)缺電子基元FOI和FCNI，并基于它們開發(fā)了一系列新型的n型聚合物半導(dǎo)體材料。該工作不僅豐富了受體構(gòu)筑基元的化學(xué)結(jié)構(gòu)，還為新型受體構(gòu)筑基元的開發(fā)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。該工作同時(shí)得到了國(guó)家納米中心魏志祥教授和張建齊老師的大力支持。


  近日，該工作以題為Imide-Functionalized Fluorenone and Its Cyanated Derivative Based n-Type Polymers: Synthesis, Structure-Property Correlations, and Thin-Film Transistor Performance發(fā)表在 Angewandte Chemie International Edition上. 文章第一作者是南方科技大學(xué)博士后陳志才博士和李建鋒博士，通訊作者為郭旭崗教授。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202205315

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞