Тиофенсодержащие кремнийорганические макромолекулярные системы для органической оптоэлектроники

• Автор: Пономаренко, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 350 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Общие сведения об органической электронике

1.1.1. Основные отличия органических и неортиических полупроводников.

1. .2. Органические тонкопленочные полевые транзисторы.1 б

1.1.3. Органические светоизлучающие диоды

1.1.4. Органические фотовольтаические ячейки солнечные батареи.

1.2. Сопряженные кремнийорганические материалы для органической электроники и фотоники.

1.2.1. Линейные сопряженные кремнийорганичеекпе олигомеры

1.2.1.1. Кремнийсодержащие тиофеновые олигомеры

1.2.1.2. Кремнийорганичеекпе производные олигоаценов.

1.2.1.3. Олигомеры на основе силолов.
1.2.1.4. Кремнийорганичеекпе аналоги олигопфениленвиниленов.
1.2.2. Разветвленные сопряженные кремнийорганичеекпе олигомеры.
1.2.3. Сопряженные кремнийорганические дендримеры
1.2.4. С верхразве пшенные сопряженные кремнийорганические полимеры
1.2.5. Линейные сопряженные кремнийорганичеекпе полимеры.
1.2.5.1. Полимеры с атомами кремния в боковых ответвлениях.
1.2.5.2. Силаннленсодержащне полимеры.
1.2.5.3. Силолсодержащие полимеры.
1.3. Пластмассовые сцинтилляторы.
1.3.1. Основные термины и понятия
1.3.2. Люминофоры для пластмассовых сцинтилляторов.
1.3.3. Полимерные матрицы для пластмассовых сцинтилляторов.
1.4. Заключение по аналитическому обзору.
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
2.1. Линейные олиготнофены п олиготиофенфенилены
2.1.1. Синтез линейных олиготиофенов
2.1.2. Синтез линейных олиготиофенфенштснов.
2.1.3. Фазовое поведение и термические свойства линейных олигомеров.
2.1.4. Оптические свойства линейных олигомеров
2.1.5. Электрохимические свойства линейных олигомеров.
2.1.6. Полупроводниковые свойства линейных олигомеров.
2.2. Олиготиофенфенилены разветвленного и дендритного строения.
2.2.1. Олиготиофенфенилены разветвленного строения
2.2.2. Олиготиофенфенилены дендритного строения.
2.3. Крсмнийорганические производные сх,а диалкилолиготиофенов различной топологии
2.3.1. Основные способы синтеза кремнийорганических производных сцадиалкилолпготиофенов.
2.3.2. Влияние номера генерации на структуру и свойства кватротиофенсодержащих карбосилановых дендримеров.
2.3.3. Пленкообразующие свойства
2.3.4. Кватротиофенсодержащие сверхразветвлснные поликарбосиланы
2.3.5. Влияние длины спейеера и концевых групп на структуру и свойства кватротиофенсодержащих карбосилановых мультиподов.
2.3.5.1. Синтез кватротиофенсодержащих карбосилановых мультиподов.
2.3.5.2. Полупроводниковые свойства4Тсодержащих карбосилановых мультиподов.
2.3.6. Влияние длины олиготиофенового фрагмента на свойства кремнийорганических производных щадиалкилолиготиофенов
2.3.7. Применение кремнийорганических производных а,адиалкилолиготиофенов в органических фотополыаических ячейках.
2.4. Функционализованные кремнийорганические производные а,а
диалкилолиготнофенов
2.4.1. Синтез функцнонализованных кремнийорганических производных
а,а диалкилолиготиофенов
2.4.1.1. Оптимизация условий реакции гидроеилшшрования
2.4.1.2. Изучение молекулярной структуры продуктов реакции гидросилилирования массспектросконическими методами.
2.4.3. Самоорганизация функциоиализованных кремнийорганических производных а,адиалкилол игот иофенов.
2.4.4. Структура монослоя.
2.4.5. Самособнрающиеся монослойные нолевые транзисторы и электронные устройства на их основе
2.5. Олиготиофенсилановые системы линейного, разветвленного и дендритного строения
2.5.1. Особенности синтеза олиготиофсисилановьгх системы
2.5.1.1. Линейные и разветвленные олиготиофеиенланы.
2.5.1.2. Олиготиофенсилановые денлримеры первой генерации
2.5.1.3. Бигиофенсилановые монодендроны и дендримеры различных генераций
2.5.1.4. Бнтиофенсилановые дендронизованные полимеры.
2.5.2. Оптические свойства олиготиофеисилановых систем.
2.5.2.1. Влияние разветвленной структуры на эффективность люминесценции
2.5.2.2. Олиготиофенсилановые системы с внутримолекулярным переносом энергии эффектом молекулярной антенны.
2.5.3. Олигоарилсплановые разветвленные и дендритные системы.
2.5.3.1. Синтез олигоарилсилановых разветвленнх и дендритных систем
2.5.3.2. Оптические свойства олигоарилсилановых разветвленных и дендритных систем
2.5.4. Фазовое поведение и термостабильность олигоарилсилановых систем.
2.5.5. Пластмассовые сцинтилляторы с наноструктурированными люминофорами
2.5.6. Применение олигоарилсилановых систем в органической электронике.
2.5.6.1. Органические светодиоды на основе разветвленных и дендритных олигоарилсилановых систем.
2.5.6.2. Органические фотовольтаические ячейки на основе разветвленных олиготиофенсиланов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Инструментальные методы и методики
3.2. Методики синтеза
4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Карацу Капйзи с соавт. Рис. Они проявляют эффективную голубую люминесценцию с квантовым выходом Фк , что существенно больше Фр исходного антрацена . С увеличением числа фенильных заместителей Стоксовский сдвиг фенилсилильных производных значительно увеличивается от 1 см1 для МЗАС до см1 для РЗАС, но слегка уменьшается для фенилсилснэтинильных производных от 8 см 1 для ТМБЗАС до 2 см1 для ТРБЗАС. Многослойные ОСИДы, полученные с использованием данных соединений в качестве допанга с концентрацией до 5 в 4,,1Гдикарбазолилбифенильной матрице СВР, испускали чистый голубой свет с наилучшими характеристиками для РЗАС координаты С1Е 0. Пентацен рекордсмен среди органических полупроводников для ОТПТ, который проявляет иощижность носителей зарядов р. Вс . Пентацены, замещенные в положения 6 и , легко получаются из пентаценхинонов по реакциям, известным еще с х гг. XX века . Энтони с соавторами получили серию триалкилсилилэтнильных производных нентацена из пентацеихинона и соответствующих реагентов Гриньяра Схема 1 ,. Все полученные производные оказались хорошо растворимы в обычных органических растворителях, что позволило получить из них ОТИТ растворными методами. Наиболее перспективные полупроводниковые свойства были обнаружены у 6,бнсгриизопропилсилилэтшшлпентацена I5, хотя его подвижность р существенно зависела от метода изготовления устройства . В случае пленок I5, полученных вакуумной сублимацией, наибольшая дырочная подвижность, измеренная в ОТПТ. Вс. Быстрое испарение растворителя при получении пленок методом вращающейся подложки приводило к более низкой дырочной подвижности порядка 0. Вс и отношению токов во включенном и выключенном состоянии 1кл1выкл, равному 6. При нанесении капельным методом i были получены ОТПТ с дырочной ПОДВИЖНОСТЬЮ, достигающей 1 СМТВс, И отношением ТОКОВ 1кл1выкл более 7 . Полученные данные объяснялись тем, что в последнем случае происходило медленное испарение растворителя, что позволяло материалу самоорганизовываться в большие блоки за счет 7тл взаимодействий соседних молекул с образованием пленок лучшего качества. Электронные свойства и характеристики переноса зарядов Iзамещенных олигоаценов были детально изучены как экспериментально, гак и теоретически ,. Схема 1. Синтез крсмнийорганических производных 6,дизамещснных пентаценои и химическая формула наиболее перспективного для ОТПТ соединения I5. Уникальная комбинация выдающихся полупроводниковых свойств и хорошей растворимости была объяснена благоприятным 2 тсстэкинговым взаимодействием в кристаллической решетке этого материала типа кирпичной кладки i Рис. Рис. Рис. Хорошо известно, что производительность органических транзисторов сильно зависит от кристаллической упаковки использованного полупроводника. Более того, вероятно, что Iзаместитсли имеют точно подходящий размер для эффективной упаковки по типу кирпичной кладки, поскольку меньшие этильные и большие пропильные заместители приводят к одномерной упаковке по тину скользящей стопки, в то время как самые большие триметилсилильные радикалы приводят к структуре типа елочки i. Рис. Упорядочение молекул в кристаллах Т1РАС а, ТЕАС б и пентацена в . В литературе также описаны попытки получения функционального слоя ПРБиентацена из раствора в двуслойном фотовольтаическом устройстве со вторым слоем на основе фуллерена С. Тщательная оптимизация условий получения пленки, выбор оптимальной концентрации подвижных ионных допантов, отжиг при повышенной температуре конечного устройства и введение дополнительного экситонблокирующего слоя позволили получить устройства с неплохой эффективностью конверсии белого света, достигающей 0. Поскольку ИРБпроизводные пентацена легко вступают в реакцию ДильсаАльдера с фуллсрсном, получение потенциально более эффективных устройств с объемным гетеропереходом ПРБпентацена и производных фуллерена не представлялось возможным . Энергетические уровни аддукта Т1Р8пентаценаРСВМ РСВМ это метиловый эфир 6,6фенил Смасляной кислоты не способствуют эффективному процессу разделения зарядов.