新型硼氮化合物的设计、合成及光学性质研究文献综述

 2022-01-08 09:01

全文总字数:4734字

文献综述

1.概述有机半导体具有质量轻、柔韧、结构多样容易调整以及可以低温大量成膜等特点,有望跻身于新一代电子元件基础材料。

其具有的优秀的电荷传输性能,在有机光电器件(OLED)[1]、有机场效应晶体管(OFET)[2~3]、有机光伏电池(OPV)[4]等领域都有广泛应用。

设计和合成具有新结构的有机半导体材料对发展有机电子学器件性能提升有重要的意义。

目前,研究在芳香环内嵌入杂原子成为创造新型功能性有机材料的重要方法[5]。

最常见的方法即在sp2杂化的碳骨架上选择性引入如O、S、B、N等杂原子,利用杂原子与π共轭体系间的轨道相互作用以及杂原子价键数不同的结构特点,对整个分子的能级结构和传输性质进行调节,从而获得所期望的电学性质[6~8]。

2.硼氮化合物三价硼提供了一种独特的方法,可通过其空的p轨道和共轭取代基的π轨道之间的强p-π相互作用来修饰电子结构。

值得注意的是,B-N单元是C=C单元的等电子体,用B-N单元取代有机半导体材料中的C=C单元为调节有机材料性能提供了广阔的空间。

B的空轨道和N的孤对电子可以参与整个π共轭骨架的电子离域,结合两种不同元素电负性不同而对电子的束缚能力不同从而产生分子内偶极作用,赋予了此类分子新的物理化学性质(图1)[9],促进了分子更有序地堆积从而提高其载流子传输性能,因此在有机场效应晶体管[10~13]、有机太阳能电池[14~16]、有机电致发光二极管[17~19]等有机电子学领域表现出优异的性能。

图 1 BN取代CC的等电子体、共振式;BN取代芳环的同分异构体3.先驱性研究背景在20世纪50年代和60年代初,Dewar课题组[20]首次报道了多环芳烃(PAH)体系中用B-N单元来对C=C单元的替换。

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