有机场效应晶体管研究的新成果

有机场效应晶体管作为分子电子学/有机电子学的核心基本单元而受到全世界的广泛关注。并五苯是有机场效应晶体管（OFET）的重要化合物，具有高的迁移率和开关比。但并五苯化合物由于具有活泼的二烯单元和丰富的π电子，其稳定性差，从而限制了其应用。中科院化学所有机固体院重点实验室研究人员采用一种新的方法合成了硫杂的并五苯类似物DBTDT，该化合物显示了良好的稳定性和OFET性能（迁移率: 0.51 cm2V-1s-1；开关比: 106），有可能成为并五苯的替代物。相关结果发表在《先进材料》（Adv. Mater. 2007, 19, 3008-3011 )上，并被Advanced Materials的主编选为VIP和Advanced in Advance论文。
 

图1 并五苯与DBTDT的分子结构

酞菁氧钛(TiOPc)是一种高效的有机光导体，在静电复印、激光打印中广泛使用。酞菁氧钛的a相中，分子形成凸凹相对的分子对，分子间有着大面积的共轭和非常小的分子间距：凸起的分子对之间的N6-N6仅3.145 Å，凹形的分子对间的C9-C28为3.211 Å。理论计算和实验结果都证明：a相的酞菁氧钛具有很高的场效应迁移率和开关比，这些特点，使酞菁氧钛有望成为一种具有潜在应用前景的有机场效应材料。相关结果发表在近期的《先进材料》上（Adv. Mater. 2007, 19, 2613-2617），并被Advanced Materials的主编选为VIP论文。
 

图2 具有超近分子间距的a－酞菁氧钛

单晶不仅能揭示材料的本征性能，同时也是构筑高性能器件的最佳选择之一，近年来受到人们的广泛关注。研究人员在有机单晶纳米带的研究基础上(Adv. Mater. 2006, 18, 65－68, Adv. Mater. 2006, 18, 3010－3014, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14634-14639)，进一步对纳米带的光响应特性进行了研究，构筑了高性能的基于有机微纳晶的光开关和光控晶体管。这些敏感性高、开关比大的有机单晶器件的成功构筑，预示着其在有机光电一体化器件中的潜在应用前景。有关研究成果发表在近期的《先进材料》上（Adv. Mater. 2007, 19, 2624-2628）。
 

图3 基于有机单晶的光开关和晶体管

（《先进材料》（Adv. Mater.），Volume 19, Issue 19 , Pages 3008 - 3011，J. H. Gao，W. P. Hu）
 
（《先进材料》（Adv. Mater.），Volume 19, Issue 18 , Pages 2613 - 2617，L. Li ，D. Zhu） 
  
（《先进材料》（Adv. Mater.），Volume 19, Issue 18 , Pages 2624 - 2628，Q. Tang，D. Zhu）
 
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