The invention discloses a class of AZA mixed five benzene compounds and their synthesis methods, as well as organic thin film field effect transistors and organic single crystal field effect transistors, which are used as main materials. The organic thin film field effect transistors and organic single crystal field effect transistors made of these compounds as main materials have high mobility and high switching ratio. They can be widely applied in the field of organic field-effect transistors. The material is a nitrogen heterozygous and five benzene aromatic skeleton material, with the following structure:
【技术实现步骤摘要】
一类氮杂并五苯类有机场效应晶体管材料的合成及应用
本专利技术涉及一种用于场效应晶体管的有机半导体材料,具体地说,涉及一种π延展氮杂并五苯类有机半导体材料。本专利技术还涉及上述半导体材料的制备方法。
技术介绍
有机场效应晶体管(OFET)自从1986年首次出现以来,由于其在中央电器元件有机集成电路,有源矩阵显示、电子商标等方面的潜在应用得到了广泛的研究。有机场效应晶体管具有高速、低功耗、集成度高、质量轻、低成本、可溶液加工和结构可设计性强等特点。近年来,有机场效应晶体管成为最重要的有机电子元件之一,其中,红荧烯的场效应迁移率已近40cm2·V-1·s-1。与并五苯相比,氮杂并五苯有更好的环境稳定性,且易于修饰,较好的溶液加工性,因此被广泛合成并应用到有机场效应晶体管中。基于氮杂并五苯结构单元的有机半导体材料是一种常用的空穴传输材料,并可以通过改变氮原子的个数、位置、价态,或者添加其他的功能基团以用作电子传输材料或双极性材料,在有机场效应晶体管中的应用非常广泛。其中,r型有机半导体材料的薄膜迁移率已高达5.2cm2·V-1·s-1(Adv.Mater.2016,adma.201602598),而p型氮杂并五苯类有机半导体材料的迁移率仍较低,且文献中很少报道可溶液处理的氮杂并五苯有机场效应管材料(Org.lett.2015,17,6146-6149;Chem.Soc.Rev.2013,42,6113-6127;Org.lett.2012,14,1050-1053)。因此,设计合成步骤简单、易于修饰的具有新型大共轭氮杂并五苯骨架结构的有机场效应晶体管材料仍是需要研 ...
【技术保护点】
一种氮杂并五苯类有机场效应晶体管材料,其特征在于:该材料是以氮杂并五苯为共轭骨架,其结构通式如通式I所示:
【技术特征摘要】
1.一种氮杂并五苯类有机场效应晶体管材料,其特征在于:该材料是以氮杂并五苯为共轭骨架,其结构通式如通式I所示:式中:X为无或单键或亚乙烯基或氧或硫或二(1至二40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基)取代的碳;Ar1、Ar2为苯环或取代苯环或萘环,Ar1、Ar2相同或不同;R代表烷基,R为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基。当X为无或单键或亚乙烯基、Ar1=Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R、R′为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为O、Ar1=Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为S、Ar1=Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为CR2、Ar1=Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R、R′为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为无或单键、Ar1≠Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R、R′为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基。当X为O、Ar1≠Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为S、Ar1≠Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。当X为CR′2、Ar1≠Ar2时,通式I所述的有机场效应晶体管材料分子结构优选如下结构:其中,R、R′为1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪烃基,R、R′相同或不同。2.如权利要求1所述一种具有有机场效应晶体管性质材料的制备方法,其特征在于,该氮杂并五苯有机半导体材料的制备方法,其步骤如下:第一步:将1倍当量2,5-二氯或二溴或二碘代对苯二甲酸二(1至40个碳原子的饱和或者不饱和脂肪链基)酯、1-8倍当量的二苯胺或二甲苯胺或二(4-联苯)胺或二(咔唑-3-)胺或二(芴-2-)胺或二(二苯并呋喃-3-)胺或二(二苯并噻吩-3-)胺或9,9’-二氢吖啶或亚氨基芪或吩噁嗪、碳酸钾或碳酸铯或碳酸锂或硫酸钠或硫酸钾或醋酸钾或醋酸钠、0.01-8倍当量的铜或...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄维,赵剑锋,李仁萍,解令海,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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