新型芴基蓝光半导体的制备及光电器件文献综述

 2021-10-24 15:29:25

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塑料是一种含C、H、O、N等元素的聚合物结构材料,包括绝缘聚合物和导电聚合物。

塑料电子学是以导电聚合物为研究对象的一门信息技术科学。

1977年Alan J. Heeger 教授等人首次报道了导电聚合物聚乙炔;1990年Richard H. Friend教授等人以聚对苯乙炔制备第一个聚合物电致发光器件;1998年黄维教授等人提出并论证p-n能带调控理论,实现三基色聚合物半导体的的理论设计和载流子注入与传输平衡;2000年诺贝尔化学奖授予Alan J. Heeger 教授等三位科学家,以表彰他们在聚合物半导体方面的杰出贡献。

聚合物半导体可实现硅等无机半导体所具备的信息传感、信息存储、光电转换、信息显示等功能,相关研究主要包括聚合物发光二极管(PLED)、聚合物半导体激光器(Polymer laser)、聚合物薄膜晶体管(PFET)、聚合物光伏太阳能电池(PSC)、聚合物电存储器(Memory)以及化学/生物传感等。

在材料方面,利用现代有机合成技术,如以Suzuki交叉偶联反应为代表的过渡金属催化反应、串联反应和碳氢键催化等,开展了一系列的顶层功能导向的材料设计,并形成了一系列有机光电材料设计理念。

在聚合物发光领域,相比于红绿发光聚合物,高芴基聚合物半导体具有容易处理,稳定的共轭链长,高的荧光效率和良好的电荷传输能力等优点,与此同时它也有一些缺点,如芴的电子亲合能小,聚芴的溶解性有限,丰富的相态行为,聚芴衍生物应用于半导体器件中时与相应电极之间存在大的载流子注入势垒,且芴的9位碳原子又比较容易被氧化而成为羰基,而羰基对由电子空穴复合产生的激子淬灭作用会降低聚合物半导体器件的发光效率和发光稳定性。

聚芴还容易形成聚集态和激基缔合物,从而使EL光谱的稳定性很差,导致红移峰的出现。

目前对于聚芴在电致发光或者电致过程所产生的低能绿光带起源还不明确,这是当今聚芴相关研究的重点。

聚芴半导体发光不稳定的根源,即绿光带起源问题存在两种机制:1.芴9位sp3碳被氧化成芴酮2.聚芴主链的聚集诱导产生激基缔合物针对这两种机制,有三种解决方案。

1.聚芴主链的共平面化形成β相。

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