n-型有机半导体分子的可控多层次自组装

通过分子可控自组装制备功能导向、结构可控的基于有机半导体核心分子的功能材料，以及研究组装过程中涉及的协同驱动机制具有重要的理论意义和实际应用价值。本项目计划以苝酰亚胺和并苝酰亚胺衍生物等传输性能优良的n-型有机半导体分子为核心分子，选择性定向引入氢键、范德华力等其它弱相互作用以及手性中心，通过可控协同自组装来制备多层次高有序超分子自组装体，并结合原位聚合固定组装体微纳结构。通过系统研究这些组装单元在溶液中自组装过程，理解组装过程中物理化学调控机制，阐明组装体结构与性能之间的关系，探索高有序组装体在分子器件上的应用，形成具有原创性、高水平及拥有自主知识产权的研究成果，实现我国在n 型半导体材料的研究和应用的实质性突破。

通过分子可控自组装制备功能导向、结构可控的基于有机半导体核心分子的功能材料，以及研究组装过程中涉及的协同驱动机制具有重要的理论意义和实际应用价值。本项目以苝酰亚胺及其衍生物等传输性能优良的n-型有机半导体分子为核心分子，设计合成了系列共轭扩展的芳酰亚胺的功能分子体系，精确调控了其轨道能级。同时在功能分子体系骨架选择性定向引入氢键、范德华力等其它弱相互作用以及手性中心等，通过可控协同自组装制备了多层次高有序超分子自组装体系，系统研究了这些组装单元自组装过程及组装体结构与性能之间的关系。其中碳十二烷基链取代的二并苝酰亚胺分子的微纳晶场效应晶体管的迁移率高达4.6 cm2 V-1 s-1，单根键链接的苝酰亚胺二聚体分子也在高性能光伏电池中表现出了非常好的应用前景，形成了具有原创性、高水平的自主知识产权的研究成果，发表了系列高质量论文。在研期间发表论文57篇，其中Acc. Chem. Res. 1篇，Chem. Soc. Rev. 1篇，J. Am. Chem. Soc. 3 篇，Adv. Mater. 4篇；申请国际专利1项，中国专利4项。