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基于Pechmann染料衍生物的有机共轭聚合物的侧链调控

时间:2017年09月13日 点击数: 出处: 编辑:

  有机共轭聚合物,尤其是电子给体-受体聚合物,由于其独特的性质,受到人们的广泛关注,被认为是最具应用前景的一类有机固体功能材料。一般地,人们通过引入不同结构的给体单元或受体单元来构筑有机共轭聚合物。中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室张德清课题组最近开发了新型电子受体单元(BPD),它属于一种人工合成染料(Pechmann Dye)的衍生物。利用该单元,他们成功设计并合成了一系列有机共轭聚合物,获得了较高迁移率的p-型及双极型有机半导体材料。但是,研究结果表明,其空穴迁移率(p)大于电子迁移率(n),因此,双极型电荷传输不均衡,制约了该材料的应用。 

  最近,他们利用“侧链工程”策略,将BPD的烷基侧链替换为硅氧烷基侧链,制备了柔性侧链为硅氧烷基链的有机共轭聚合物。研究结果表明,这种聚合物表现出均衡的双极型传输特点,其空穴及电子迁移率分别可达到0.740.87cm2V−1s−1相关的研究成果发表在2016812日的《Macromolecules》上。 

 

利用北京同步辐射装置(BSRF1W1A-漫散射实验站,他们对聚合物在硅基衬底上的分子排布进行了研究。结果表明,含有硅氧烷基链的聚合物表现出face-onedge-on并存的分子排列方式。而含烷基侧链的聚合物仅表现出face-onedge-on的分子排列方式。这说明柔性侧链的引入可调控分子的排列方式,从而影响聚合物分子的半导体性能。这一研究体现了侧链调控的重要性。

  发表文章: 

  Sifen Yang, Zitong Liu*, Zhengxu Cai, Hewei Luo, Penglin Qi, Guanxin Zhang, Deqing Zhang*, Conjugated Donor--Acceptor Polymers Entailing Pechmann Dye-Derived Acceptor with Siloxane-Terminated Side Chains Exhibiting Balanced Ambipolar Semiconducting Behavior, Macromolecules, 2016, 49(16), 5857-5865. 

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