“光电学术讲座”第四十二讲

2020-09-21 10

李    远  副教授,稳定的有机自由基半导体的设计、合成与自旋基态研究

胡德华  博 士,芳香酰亚胺阴离子自由基的制备与应用

报告时间:2020年9月25日(周五)下午15:00-17:00


报告地点:北区科技园1号楼国重N308A报告厅



报告摘要

稳定的有机自由基半导体的设计、合成与自旋基态研究

李远

有机半导体材料按照其电子基态可分为闭壳结构(Closed-shell)和开壳结构(Open-shell),其中闭壳结构及其激发态过程的研究最为深入,并在OLED材料中被广泛应用。开壳结构的有机半导体材料具有未成对的电子,因而具有独特的物理化学特性,其电子基态和激发态的研究相对较少。设计和合成基态为单线态、三线态甚至多线态的稳定有机自由基分子始终是合成化学和材料学等领域一个重要的基础科学问题和挑战,本报告将介绍我们在该领域的部分成果和最新研究进展:1)发现并报道了基于电子给体-受体结构的窄带隙有机半导体普遍具有“醌式-自由基”特征;2)开发了一系列新颖的基于“芳香化无机酸自由基”的有机半导体材料,它们具有优异的光、热和电化学稳定性。通过简易的化学合成和修饰,可以实现其自旋基态的调控,在光电材料、光热材料、热电材料、铁磁材料及生物医学等多领域具有良好的应用前景。


芳香酰亚胺阴离子自由基的制备与应用

胡德华


未取代的芳香酰亚胺类材料,如苝酰亚胺,由于强的π-π相互作用和氢键相互作用易形成有序的紧密堆积结构,具有较高的迁移率,但是这也导致了其难溶于常见的有机溶剂中,导致其无法加工应用于有机半导体器件。我们以难溶的苝酰亚胺为原料,通过还原的方式将其制备成阴离子自由基,形成可加工利用的溶液或者悬浮液,并通过滴涂的方式制备成平整连续的薄膜应用于有机半导体器件中。一方面苝酰亚胺分子仍然可以通过强的π-π相互作用和氢键相互作形成有序紧密的微纳结构,使其具有较高的迁移率;另一方面阴离子自由基的状态可提供未成对的自由电荷。从而制备的薄膜表现了较高的电导率,可以应用于有机热电器件。另外,紧密堆积的阴离子自由基结构可通过强的相互交换作用,实现高居里温度的铁磁性半导体材料。


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