设计有机半导体材料——柔性电子元件的承诺欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

大多数有机聚合物(塑料)是绝缘体,常用于隔离金属导体与其他导电材料。欧洲杯足球竞彩然而,从1960年代开始研究显示,有机共轭聚合物的导电性(图1)可以控制通过氧化或还原gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。这些最初的发现导致了现代类有机材料的电导率的古典无机系统,但许多可取的属性的有机塑料,包括机械的灵活性和较低的生产成本欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba^{2 - 6gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

图1gydF4y2Ba。一般研究共轭gydF4y2Bad聚合物。gydF4y2Ba

这些有机材料,通常被称为合欧洲杯足球竞彩成金属gydF4y2Ba^{7、8gydF4y2Ba},半导体的中性状态和展览增加电导率在氧化或还原。结果,他们已收到相当大的基本技术的兴趣,导致他们当前使用等应用程序(图2)传感器、有机场效应晶体管(ofet),有机光伏(口服脊髓灰质炎疫苗)设备,电致变色的设备和有机光发射二极管(oled)gydF4y2Ba^{2 - 6gydF4y2Ba}。此外,灵活的、塑料的性质有机材料作为活性层这样的电子设备导致的现实承诺灵活的电子产品在不久的将来欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba^{9 - 12gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba。独立的共轭高分子膜(A)和电致变色显示的例子(B),口服脊髓灰质炎疫苗(C)设备gydF4y2Ba13gydF4y2Ba和OLED设备(D)gydF4y2Ba14gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

分子设计gydF4y2Ba

利用共轭聚合物技术应用的一个优点是能够在分子水平上优化材料属性gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba。这通常是通过合成改性单体的单位,不同的单位进行共聚体系的结合,或在某些情况下通过后聚合过程。最有前途的有机半导体材料相结合的关键属性,包括processiblity、稳定、共轭欧洲杯足球竞彩长度、带隙能量和电荷流动。修改这些属性的能力是至关重要的这些材料的高效应用。欧洲杯足球竞彩例如,可溶性、稳定系统所需的物理处理和公司技术设备,而其余属性确定聚合物作为电子材料的有效性。gydF4y2Ba

物理性质gydF4y2Ba

共轭聚合物的稳定性可分为电化学稳定性和稳定的聚合物化学或光化学反应gydF4y2Ba^{15日16gydF4y2Ba}。例如,中性聚乙炔被认为是电化学稳定,但容易受到三重态氧插入,导致化学分解。由于环境稳定、易于合成改性,polythiophenes被认为是一种最通用的类共轭聚合物,因此展览可能合成的最大数量的多样性gydF4y2Ba^{3 - 6gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

由于其刚性特性,结合材料展览有限溶解度相比,饱和有机聚合物。欧洲杯足球竞彩因此,大多数unfunctionalized系统是不溶性。从1986年开始,然而,它是发现,取代的烷基链(丁基或更长时间)噻吩的β-position导致可溶性和可熔聚合物gydF4y2Ba^{5、6gydF4y2Ba}。这种柔性侧链共轭聚合物的应用一般已经导致大量的可溶性材料可以很容易地解决处理。欧洲杯足球竞彩不过,值得注意的是,虽然这些方法可以用来提高溶解度,有很多意想不到的后果,其中最重要的是增加了立体效果,可以扭曲聚合物骨干平面化gydF4y2Ba^{4、6gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

光学和电子性质gydF4y2Ba

这些材料的光学和电子性质是由沿材料共轭骨干的程度,因此高度的结合是至关重要的。欧洲杯足球竞彩共轭长度可以由几个因素决定的,其中最简单的整体长度结合路径和分子的平面性。随着共轭长度取决于轨道的重叠相邻π-bonds之间,它可以受到扭转应变沿主干和重大偏离平面性(即> 40°之间的单位)gydF4y2Ba^17gydF4y2Ba导致减少接合gydF4y2Ba^{4、6gydF4y2Ba}。此外,随着潜在结合路径与分子长度的增加,小分子通常比高分子材料表现出较短的共轭长度。欧洲杯足球竞彩与分子共轭长度的延伸长度也不是无限的,然而,随着移位限制导致最大有效共轭长度(~ 20 - 30 polythiophene环)gydF4y2Ba^{18、19gydF4y2Ba}。进一步延长链的长度会影响物理性质,但对电子和光学特性几乎没有影响。gydF4y2Ba

直接关系到接合材料的带隙(EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba),这是填满价带和空的导带之间的能量,因此对应于HOMO-LUMO差距的固体材料gydF4y2Ba^{4、20、21gydF4y2Ba}。因此,它决定了能量吸收和发射的能量最低。键长交替被认为有一个最大的影响gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba有机材料(大交替给大E欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)gydF4y2Ba^{22、23gydF4y2Ba}。欧洲杯足球竞彩基于芳香环材料,然而,不同之处在于,他们非简谐振结构(图3)。在这里,芳香的形式有一个更大的EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba,但更稳定,因此代表了基态结构。对于这些系统,认为增加quinoidal字符在基态效应大于限制键长交替gydF4y2Ba^{22、23gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

图3gydF4y2Ba。polythiophene)芳香和醌型共振结构;B)低带隙聚合物由于增强quinoidal性格gydF4y2Ba4 - 26gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

额外的因素包括骨干平面化,杂原子的杂环系统和单体芳香性(图4)gydF4y2Ba^{4、15次gydF4y2Ba}。杂原子的影响被认为强烈与它的电子亲和能,与高亲和力导致低EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba值gydF4y2Ba^{29日gydF4y2Ba}。它也建议单体芳香性决定了监禁π-electrons的潜力。随着环内的约束变得更强,沿着骨干移位的长度减少,导致更大的EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba值gydF4y2Ba^30.gydF4y2Ba。最后一个要考虑的因素是可能发生的跨链耦合,通过固态堆积,导致电子离域的增加和减少gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba。降低分子排序可以增加聚合物链之间的空间距离,减少跨链耦合和增加EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba。这种分子订购也可以直接影响到材料电荷流动。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

图4gydF4y2Ba。说明性的例子分子对带隙的影响。gydF4y2Ba

总之,上述所有因素的组合决定了合成材料属性和设计新一代有机材料的关键是增强一个或更多的这些因素。欧洲杯足球竞彩然而,这些因素都是相互关联的,是很有挑战性的,有选择地修改而不影响其它的一个因素。gydF4y2Ba

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