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并三噻吩类羧酸的微区结构及其性能研究

作　者: 王德坤
导　师: 蒋晓红
学　校: 河南大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 并三噻吩类羧酸 微区结构 性能
分类号: O626.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


噻吩类化合物因其具有较高的化学稳定性,易于被操控,尤其在染色化学、现代药物设计、电子和光电子装置、生物诊断、自组装超分子结构和传感装置等方面得到广泛的应用而成了人们关注的焦点。在噻吩类化合物中,二噻吩并噻吩(简称并三噻吩)在其噻吩环上有三个硫原子,是富有电子的种类,使得并三噻吩具有非常好的电子给体特性,因此含并三噻吩的衍生物在光学和电学方面具有广阔的应用前景。研究结果已经表明:有机光电子装置的性能不仅与单个分子的化学结构有关而且还依靠于基底上所有分子的自组织结构。因此,对于并三噻吩类衍生物的微区结构及其性能之间关系的研究,为进一步利用这类材料制作高性能的有机光电子器件、有机场效应管等方面提供重要的实验数据和有价值的新思路。本论文主要涉及以下三方面的研究工作:一、两种并三噻吩类羧酸成膜性能的AFM研究利用蒸发溶剂的方法在不同基底上构筑二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩二羧酸和二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩二羧酸的自组织薄膜,并利用原子力显微镜(AtomicForce Microscopy,AFM)对其成膜性能进行研究。通过对并三噻吩类羧酸成膜条件的探索,为进一步制备理想的薄膜结构提供一定的技术支持。二、两种并三噻吩类羧酸的微区结构及其性能研究利用蒸发溶剂的方法制备了二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩二羧酸和二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩二羧酸的自组织薄膜。利用原子力显微镜(Atomic ForceMicroscopy,AFM)研究了两种化合物分子在基底上的排列方式,发现二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩二羧酸在云母基底上以一定角度取向排列,而二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩二羧酸单分子层在云母基底上以“平卧”式排列。结合紫外可见(Ultra Violet-Visible,UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱(photoluminescence,PL)和导电原子力显微镜(Conductive Atomic Force Microscopy,C-AFM)对其光学和电学性能进行研究,结果表明在基底上形成J-聚集体的二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩二羧酸比二噻吩并[2,3-b:3′,2′-d]噻吩二羧酸的微区电导大三个数量级以上,在基底上的不同聚集结构和取向是导致两种分子微区电导巨大差异的主要原因。三、二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩-2-羧酸的微区结构及性能研究利用蒸发溶剂的方法制备了二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩-2-羧酸自组织薄膜。利用AFM、UV-Vis、PL和C-AFM对其微区结构及其性能进行研究。研究结果表明:该化合物成膜性能较好,在成膜过程中分子间具有较强的相互作用,易形成紧密聚集的平整薄膜。由于该分子间易于产生较紧密的聚集,使得其具有较高的电子传输性能。

全文目录


中文摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章 绪论  11-28
  1.1 有机分子自组装的主要成膜技术及影响因素  12-13
  1.2 有机分子薄膜微区结构和电性质的表征手段  13-15
  1.3 有机分子薄膜微区结构和性能研究  15-22
    1.3.1 微区结构  15-16
    1.3.2 光学性能  16-17
    1.3.3 电学性能  17-18
    1.3.4 器件的性能与微区结构的研究  18-22
  1.4 本论文的研究意义、思路及主要内容  22-24
    1.4.1 论文研究的意义和思路  22-23
    1.4.2 论文研究的主要内容  23-24
  参考文献  24-28
第二章 两种并三噻吩类羧酸成膜性能的AFM研究  28-40
  2.1 背景  28-29
    2.1.1 并三噻吩的简介  28
    2.1.2 DFM的工作原理  28-29
    2.1.3 本章工作的主要内容  29
  2.2 实验部分  29-30
    2.2.1 实验试剂  29-30
    2.2.2 实验仪器  30
    2.2.3 实验方法  30
  2.3 结果与讨论  30-38
    2.3.1 浓度对薄膜微区结构的影响  30-36
    2.3.2 基片对微区结构的影响  36-38
  2.4 本章小结  38-39
  参考文献  39-40
第三章 两种并三噻吩类羧酸的微区结构及其性能研究  40-55
  3.1 背景  40
  3.2 实验部分  40-42
    3.2.1 实验试剂  40-41
    3.2.2 实验仪器  41
    3.2.3 实验方法  41-42
  3.3 结果与讨论  42-53
    3.3.1 微区结构  42-45
    3.3.2 光学性能  45-48
    3.3.3 紫外-可见漫反射光谱  48-50
    3.3.4 电学性能  50-53
  3.4 本章小结  53-54
  参考文献  54-55
第四章 二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩-2-羧酸的微区结构及性能研究  55-70
  4.1 背景  55-56
  4.2 实验部分  56
    4.2.1 实验试剂  56
    4.2.2 薄膜的制备  56
    4.2.3 实验仪器  56
  4.3 结果与讨论  56-66
    4.3.1 微区结构  56-61
    4.3.2 光学性能  61-63
    4.3.3 电学性能  63-66
  4.4 本章小结  66-68
  参考文献  68-70
第五章 总结与展望  70-71
硕士期间发表和完成的论文及专利  71-72
致谢  72

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 杂环化合物 > 含单异原子的五节杂环 > 硫杂茂（噻吩）族
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