一个三环框架与集成的B←N和Cyano双功能为高级n型有机电子产品
Zhen Jiang1, Di Liu1,2, Yang Wang1
1Department of Materials Science, State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Fudan University, 2005, Songhu Road, Shanghai, 200438, China.
具有双电子吸收组的新型受体构件增强了n型合聚合物,用于高性能有机电子,包括有机薄膜晶体管和热电器.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 高性能的n型有机电子产品需要具有低的最低未占用分子轨道 (LUMO) 能量水平的合聚合物.
- 在材料设计中,合成具有强大的电子吸收能力的有效电子接收单元仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 通过使用双电子吸收组功能化烯来开发n型合聚合物的新型受体构建块.
- 合成和描述结合这些构件的新型共聚合物,并评估它们在有机薄膜晶体管 (OTFT) 和有机热电器 (OTE) 中的性能.
主要方法:
- 带有双N,O-bidentate BF2/B(CN) 2组的烯的外周功能化,以创建DBNF和DBNCN受体构建块.
- 使用这些新型单体合成共聚物 (PDBNF和PDBNCN).
- 同聚合物特性的表征,包括LUMO水平,分子包装,以及在OTFT和OTE中的性能.
主要成果:
- 与单一分子对应物相比,DBNF和DBNCN具有增强的电子吸收特性,扩展的π脊柱,以及改进的分子包装.
- 合成的共聚物PDBNF和PDBNCN显示显著抑制的LUMO水平 (≈-4.0 eV).
- 在OTFT中,PDBNF实现了高电子流动性 (3.04 cm2/V·s),而PDBNCN在n-doped OTEs中表现出极好的导电性 (95.5 S/cm) 和功率系数 (147.8 μW/m·K2).
结论:
- 引入双B←N和色功能是设计高性能n型合聚合物的有效策略.
- 开发的材料对推进溶液加工的n型塑料电子产品,特别是OTFT和OTE非常有前途.
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