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有机场效应晶体管自提出以来获得了空前的发展，相比于无机半导体材料，因其具有材料来源广、制备工艺简单、成本低以及可大面积制备柔性器件等优势而受到研究者广泛关注。其中有机半导体单晶具有更加有序的分子堆积、无晶界和缺陷等优势，更有利于揭示有机半导体的本征传输性质以及不同分子结构与其性能之间的关系。相比于平面型共轭分子，二维曲面共轭化合物的溶解度与稳定性有显著的提高，这类分子也容易形成一些独特的超分子结构，在有机光电器件有潜在的应用价值。本文主要通过一系列表征手段对二维曲面的多环芳烃类化合物进行表征，探究二维曲面共轭化合物的分子堆积对电荷传输性能的影响，并充分利用其二维曲面结构特征制备有机共晶来探索其载流子传输性能。
1.设计合成了一组稳定的二维扭曲多环芳烃类化合物TIPS-DBP与TIPS-DNP，并探索了曲面结构对分子堆积以及载流子传输的影响。研究表明曲面的分子构型在分子堆积时相邻分子之间通过旋转一定角度来减小相邻分子之间的空间阻力，使分子形成一维π-π堆积，从而可有效地进行载流子传输。两种分子均为典型的P型传输，其中TIPS-DBP空穴迁移率最高达到0.17cm2V-1s-1，TIPS-DNP空穴迁移率最高达到0.74cm2V-1s-1。
2.设计合成了一组含有C70片段的新型碗状化合物，并探究碗状结构对分子堆积以及载流子传输的影响。研究表明，三（乙基）硅炔基取代基化合物通过“concave-convex”式π-π作用力进行堆积，整体呈一维π-π堆积，相邻分子间碳原子间距为3.26-3.37(A)，可有效传输载流子，其空穴迁移率为0.31cm2V-1s-1，是碗状类化合物中迁移率较高的化合物之一;而2，4，6-三异丙基苯基取代基使化合物呈现滑移的二聚体结构，该晶体排列不能进行有效的电荷传输。
3.研究了上述碗状化合物与C70制备共晶及载流子传输行为。核磁共振谱证实了在溶液中该碗状化合物与C70分子间存在一定作用力;X射线衍射显示每个C70均有一对碗状化合物包裹，形成二维片状共晶。场效应晶体管测试结果表明该共晶为双极性传输，沿(011)方向测量其空穴迁移率为0.07cm2V-1s-1，电子迁移率为0.4cm2V-1s-1。
1.设计合成了一组稳定的二维扭曲多环芳烃类化合物TIPS-DBP与TIPS-DNP，并探索了曲面结构对分子堆积以及载流子传输的影响。研究表明曲面的分子构型在分子堆积时相邻分子之间通过旋转一定角度来减小相邻分子之间的空间阻力，使分子形成一维π-π堆积，从而可有效地进行载流子传输。两种分子均为典型的P型传输，其中TIPS-DBP空穴迁移率最高达到0.17cm2V-1s-1，TIPS-DNP空穴迁移率最高达到0.74cm2V-1s-1。
2.设计合成了一组含有C70片段的新型碗状化合物，并探究碗状结构对分子堆积以及载流子传输的影响。研究表明，三（乙基）硅炔基取代基化合物通过“concave-convex”式π-π作用力进行堆积，整体呈一维π-π堆积，相邻分子间碳原子间距为3.26-3.37(A)，可有效传输载流子，其空穴迁移率为0.31cm2V-1s-1，是碗状类化合物中迁移率较高的化合物之一;而2，4，6-三异丙基苯基取代基使化合物呈现滑移的二聚体结构，该晶体排列不能进行有效的电荷传输。
3.研究了上述碗状化合物与C70制备共晶及载流子传输行为。核磁共振谱证实了在溶液中该碗状化合物与C70分子间存在一定作用力;X射线衍射显示每个C70均有一对碗状化合物包裹，形成二维片状共晶。场效应晶体管测试结果表明该共晶为双极性传输，沿(011)方向测量其空穴迁移率为0.07cm2V-1s-1，电子迁移率为0.4cm2V-1s-1。