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具有PEDOT:PSS/SWNT双层结构的高导电、透明且无金属电极，用于高性能有机薄膜晶体管
摘要： 包括聚合物、小分子和碳纳米管（CNTs）在内的导电有机材料是电子器件中无机材料的一种极具前景的替代品。传统上，采用CNTs的有机电极是通过表面功能化或与导电聚合物形成纳米复合材料来设计的。然而，相分离限制了CNTs在聚合物基质中的浓度，阻碍了高密度CNT网络的形成，导致电导率较差。在本文中，我们介绍了由聚（3,4-乙撑二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）和经HNO3处理的单壁CNTs（SWNTs）组成的双层电极。研究发现，SWNT/PEDOT:PSS（S/P）和PEDOT:PSS/SWNT（P/S）电极分别具有2432和2438 S cm?1的优异电导率。此外，HNO3处理后电极功函数的增加降低了空穴注入势垒，从而促进了从并五苯的空穴注入。PEDOT:PSS的平滑表面也有助于大尺寸并五苯晶粒的生长；因此，当采用P/S电极时，基于并五苯的薄膜晶体管的场效应迁移率为1.88 cm2 V?1 s?1。这种无金属电极还表现出88.7%的高光学透明度，表明它们在光电子学应用中具有巨大潜力。
关键词： 电极，PEDOT:PSS，碳纳米管，并五苯，薄膜晶体管
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于溶液加工有机场效应晶体管的非对称并五苯
摘要： 背景：对称取代并五苯传统上被用作溶液加工型p沟道有机场效应晶体管（OFETs）的半导体材料。本文旨在将非对称取代并五苯引入活性层，并探究侧基多芳香性对器件特性的影响。方法：综述非对称取代并五苯相关研究及网络资料，描述不同并五苯的合成过程，并详述将这些半导体材料引入器件的工艺流程，同时提供与参照材料的对比。结果：并五苯侧基多芳香性的延伸显著提升器件性能。通过侧基芳香环数量增加时粗糙度降低的现象，证实了侧基对活性层形貌的影响。结论：我们证明芳香端基π共轭体系的延伸会大幅影响开/关比和载流子迁移率，这主要源于薄膜中不同程度的晶体形成特性。当采用六甲基二硅氮烷作为栅极介电钝化层时，迁移率表现最佳的含最延伸芳香体系（即蒽基团）的器件，其性能可与基准材料TIPS-并五苯相媲美。
关键词： 溶液加工、半导体、有机材料、有机场效应晶体管、迁移率、TIPS-并五苯
更新于2025-09-23 15:23:52
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并五苯-C60界面的电荷转移过程与载流子动力学
摘要： 五苯并（PEN）与富勒烯（C60）的异质结构作为研究两种有机半导体内部界面的明确小分子模型体系，持续引发科学界关注。它们是形成给体-受体组合的典型代表，用于研究有机光伏中的基础光电子过程。尽管这些材料在激子解离方面具有重要意义，但其界面电荷转移（CT）态的能量学特性及微观激发动力学尚未阐明，仍是当前讨论焦点。本研究通过稳态和时间分辨光致发光测量，分析了这两种材料堆叠异质结构的特性。所有实验均在可见光和近红外光谱区域进行，因为预计CT态能量低于相应块体材料的基本电子跃迁能级。我们发现了一个特征性的界面特异性发射峰（约1.13-1.17 eV），将其归因于界面CT态。该发射峰的激发能量依赖性揭示了两种组分材料中形成激子的复杂弛豫动力学。此外，对C60激子动力学的分析表明，在与PEN形成界面时，该激子态的寿命会缩短。这种猝灭现象被归因于长程相互作用，即激发态能量弛豫至界面CT态的过程。
关键词： 有机异质结构、电荷转移激子、光捕获、给体-受体对、有机薄膜、并五苯、富勒烯
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于并五苯的新型有机分子作为体异质结太阳能电池给体材料的DFT和TD-DFT研究
摘要： 基于体异质结（BHJ）的有机电池性能近期有所提升，但仍需进一步改进。本研究采用密度泛函理论（DFT）和含时（TD）-DFT方法，系统考察了并五苯基有机分子（PbOMs）作为有机光伏BHJ器件潜在给体材料的结构与光电特性。结果表明：恶二唑更倾向于通过其氮原子与并五苯单体的碳原子结合，吸附能约为-32.86 kcal/mol，意味着恶二唑能有效吸附于并五苯边缘。带隙最小的PbOM其HOMO能级为-4.00 eV，比并五苯低约0.86 eV且更正值，从而为光伏器件提供理想开路电压。PbOM化合物带隙值约1.61至1.80 eV，可实现供体到受体的高效电荷转移。此外，给体PbOMs比并五苯具有更高稳定性。我们还研究了单分子及PbOM体系的反应活性与吸收特性。结果表明：作为给体材料的PbOM有望显著提升BHJ太阳能电池效率。
关键词： TD-DFT（含时密度泛函理论）、并五苯、体异质结、给体材料
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种基于并五苯的纳米管，展现出增强的电/光化学活性
摘要： 我们首次报道了在溶液中呈现管状构型的基于并五苯的纳米管的合成。该产物具有三角棱柱结构，由三个通过刚性三角骨架连接的并五苯发色团构成。稳态和时间分辨光谱分析表明，由于三个并五苯发色团紧密相邻，该纳米管展现出增强的电/光化学活性，可实现高效分子内单重态裂分和长寿命三重态激子。
关键词： 光化学、并五苯、单重态裂变、纳米管、三重态激子、电化学
更新于2025-09-23 15:21:01
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五苯并苯的芳基取代
摘要： 我们合成了一系列11种新型并五苯衍生物，其6位基于三烷基硅乙炔基进行不对称取代，13位连接不同芳基。通过紫外-可见光谱（溶液和薄膜）、热分析方法（DSC和TGA）、循环伏安法以及X射线晶体学（针对8种衍生物）分析了这些新型并五苯发色团的电子和物理性质。X射线晶体学特别用于研究不对称取代对并五苯衍生物固态堆积的影响。这些结果增强了我们预测取代模式的能力，有助于设计适用于固态器件的新半导体材料。
关键词： 有机半导体、并五苯、π-堆积、固态结构、碳纳米材料、多环芳烃
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于并五苯的纳米管中的高效单线态裂分
摘要： 《德国应用化学》国际版 2019 年，DOI：10.1002/anie.201812976。
关键词： 并五苯，单线态裂分，纳米管
更新于2025-09-22 13:42:37
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采用氧化铼缓冲层的6,13-双(三异丙基硅乙炔基)并五苯场效应晶体管中增强的电荷注入
摘要： 我们引入过渡金属氧化物三氧化铼（ReO3）作为6,13-双(三异丙基硅乙炔基)并五苯（TIPS-并五苯）场效应晶体管（FET）的电荷注入缓冲层。通过插入ReO3层，银源电极与TIPS-并五苯层之间的大能量势垒显著降低。原始TIPS-并五苯FET因155 kΩ·cm的高接触电阻（RC）表现出0.25 cm2V?1s?1的低空穴迁移率（μh）和-25 V的高阈值电压（VTH），而采用ReO3的TIPS-并五苯FET将RC降至28 kΩ·cm。由此使μh提升两倍（约0.46 cm2V?1s?1），并将VTH降至近0 V。除电学性能改善外，含ReO3的TIPS-并五苯在栅极电压偏置应力条件下展现出更稳定的工作特性——无ReO3的TIPS-并五苯FET在正负偏压下出现的VTH漂移和μh退化现象，在含ReO3的器件中均得到有效抑制。
关键词： ReO3、晶体管、TIPS-并五苯、电学性质、薄膜、接触电阻、有机
更新于2025-09-22 21:16:17
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用于纸基有机场效应晶体管的可生物降解材料
摘要： 采用旋涂明胶(G)堆叠栅极介电层制备了基于纸质衬底的并五苯有机薄膜晶体管(OTFT)，其结构为Au/并五苯/G/G矩阵嵌入式铁(FeG)/Al/纸。该复合堆叠生物介电层可采用可降解生物材料溶液实现，这些材料支持一次性器件的大面积印刷制造。作为对比，同时制备了控制器件(Au/并五苯/G/Al和Au/并五苯/FeG/Al结构)。由堆叠栅极介电层构建的高性能纸质OTFT展现出8 cm2/V·s的载流子迁移率、约103的开/关电流比、0.6 V/dec的亚阈值摆幅及-1.4 V的阈值电压。这些性能指标与其他衬底制备的OTFT相当。因此，这种新兴的纸质衬底生物材料晶体管有助于开发低成本环保型器件。
关键词： 纸、并五苯、明胶、有机薄膜晶体管（OTFT）、溶液加工工艺
更新于2025-09-22 22:46:55
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通过引入有机-无机电荷转移复合物光敏材料实现并五苯光电晶体管的近红外二区光探测
摘要： 有机光电晶体管（OPT）因其低成本、轻质、柔性和易于大面积制备等优势，是一种备受关注的前景广阔的光电探测器。尽管第二近红外（NIR-II）窗口（1.0-1.7微米）在光纤通信中具有重要应用，但有机红外光敏材料在这一波段十分稀缺，极大限制了有机光电探测器在近红外波段的应用。本研究通过共蒸发金属氧化物WO3与有机分子m-MTDATA，制备出在1000-1400纳米红外范围内具有显著增色效应的电荷转移复合物（CTC）薄膜。将该CTC光敏层与并五苯（PENT）高迁移率沟道层结合，制备出高性能近红外OPT，其光响应度R超越了近期报道的1.1微米波段无机红外探测器水平。本研究阐明了CTC-PENT-OPT的工作物理机制，并优化了该器件中CTC光敏薄膜的厚度。这种新型有机-无机CTC红外敏感材料将为未来有机红外探测器研究提供新选择。
关键词： 光检测、电荷转移复合物、并五苯、近红外二区、有机光电晶体管
更新于2025-09-19 17:13:59