控制有机半导体材料分子按照face-on 方式排列的高性能薄膜晶体管的研究

批准号:
21371096
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
高德青
依托单位:
学科分类:
B0102.配位化学
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
翟建、刘玉庆、江静静、叶帆
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中文摘要
控制分子有序排列,是提高有机薄膜晶体管(OTFT)性能的关键方法。本项目利用自组装、表面化学增长的办法在Si/SiO2衬底上制备porphyrin(MPS4)单分子层,其大环平面平行于衬底表面;利用其高度共轭的平面结构对有机分子(CuPc或pentacene)强的π-π相互作用力,使得沉积在上面的有机材料按照face-on方式有序排列;同时,porphyrin(MPS4)单分子层提供低成核密度,有利于大颗粒有机材料的形成。所制备p-type OTFT器件具有优越的场效应迁移率、开关电流比;利用不同配位中心金属离子对porphyrin环平面电子分布的影响来降低电极接触电阻,从而降低器件开路电压。本项目将首次实现按照face-on排列方式生长的有机薄膜,并且研究分子face-on有序排列对器件性能的影响。该项目实施既既具有科学研究的意义,又具有实现OTFT高性能的现实意义。
英文摘要
Molecular arrangement is crucial for molecular orbital overlapping, carrier density, carrier mobility in the organic semiconductor materials. The growth of high-quality organic semiconductor thin films with a high order, low defect and large size domain is required to realize high-performance organic thin film transistor (OTFT).This project aims to prepare a face-on arranged and large-size organic thin film (CuPc or pentacene) above a monomolecular layer of porphyrin (MPS4)chemically binding to a self-assembled monolayer of maleimide organosilane through self assembly method and subsequent surface chemical growth method on the substrate of Si/SiO2.The flat-lying monomolecular layer of porphyrin(MPS4)induces the face-on arrangement of organic molecules due to the strong π-π interaction. By incorporating a suitable coordinate metal ion to modify electron distribution of porphyrin ring plane the contact resistance is to be improved. P-type OTFT device with the structure of Si/SiO2 (Gate)/organosilane SAM/monomolecular layer of porpyrine //CuPc or pentacene//Au (Source and Drain) presents a high carrier mobility and on/off ratio, and a low threshold voltage. For the first time the project deeply studies the influence of face-on arrangement of organic material on the property of OTFT device in the scientific research and industrial application.
控制分子有序排列,是提高有机薄膜晶体管(OTFT)性能的关键方法。本项目利用自组装、表面化学增长的办法在Si/SiO2衬底上制备porphyrin(MPS4)单分子层,其大环平面平行于衬底表面;利用其高度共轭的平面结构对有机分子(CuPc或pentacene)强的π-π相互作用力,使得沉积在上面的有机材料按照face-on方式有序排列;同时,porphyrin(MPS4)单分子层提供低成核密度,有利于大颗粒有机材料的形成。所制备p-type OTFT器件具有优越的场效应迁移率、开关电流比;利用不同配位中心金属离子对porphyrin环平面电子分布的影响来降低电极接触电阻,从而降低器件开路电压。本项目将首次实现按照face-on排列方式生长的有机薄膜,并且研究分子face-on有序排列对器件性能的影响。该项目实施既既具有科学研究的意义,又具有实现OTFT高性能的现实意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A Double-Cable Poly(fluorene-alt-thiophene) with Bay-Substituted Perylenediimide Pendants: An Efficient Interfacial Material in Bulk-Heterojunction Solar Cells
具有海湾取代苝二酰亚胺悬垂的双缆聚(氟-噻吩)
DOI:10.1021/acs.macromol.7b01792
发表时间:2018-01-09
期刊:MACROMOLECULES
影响因子:5.5
作者:Chen, Naiwu;Lu, Jurong;Gao, Deqing
通讯作者:Gao, Deqing
(Dicyclopentadiene) platinum(II) dichloride: An efficient catalyst for the hydrosilylation reaction between alkenes and triethoxysilane
(二环戊二烯)二氯化铂(II):烯烃与三乙氧基硅烷之间氢化硅烷化反应的有效催化剂
DOI:10.1016/j.tetlet.2017.03.017
发表时间:2017-04
期刊:Tetrahedron Lett.
影响因子:--
作者:Huarui Wu;Choayue Zheng;Naiwu Chen;Jie Zhu;Deqing Gao
通讯作者:Deqing Gao
Study of Karstedt’s catalyst of the hydrosilylation of a wide variety of functionalized alkenes with triethoxysilane and trimethoxysilane
Karstedt 催化剂对多种官能化烯烃与三乙氧基硅烷和三甲氧基硅烷的氢化硅烷化反应的研究
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Chin. J. Chem.
影响因子:--
作者:Zhenhuan Pan;Minglun Liu;Chaoyue Zheng;Deqing Gao;Wei Huang
通讯作者:Wei Huang
Development of Pyrene Derivatives as Promising n-Type Semiconductors: Synthesis, Structural and Spectral Properties
芘衍生物作为有前景的 n 型半导体的开发:合成、结构和光谱特性
DOI:10.1002/ajoc.201700441
发表时间:2017-09
期刊:Asian J. Org. Chem.
影响因子:--
作者:Minglun Liu;Xiaojie Gong;Chaoyue Zheng;Deqing Gao
通讯作者:Deqing Gao
DOI:10.1002/elan.201600495
发表时间:2017-03
期刊:Electroanalysis
影响因子:3
作者:Jie Zhu;Xiaojie Gong;Mengdan Zhang;Chaoyue Zheng;Naiwu Chen;G. Sandford;Qiong Wu;Huang Wei;D. Gao
通讯作者:Jie Zhu;Xiaojie Gong;Mengdan Zhang;Chaoyue Zheng;Naiwu Chen;G. Sandford;Qiong Wu;Huang Wei;D. Gao
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