1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 苝酰亚胺类材料的的结晶性能与表征 一、选题的背景和意义 设计高性能 n 型材料的一个非常重要的因素是探索材料的结晶性能，制备出具有较好晶体结构的有机晶体。在晶体生长过程中，存在着溶质和溶质、溶质和溶剂之间的相互作用，以及溶剂与晶体界面和生长基元表面的相互作用，这些因素都是直接影响到生长基元往界面上叠合的难易程度和叠合效率。 目前，有机半导体结晶特性的研究还不成熟，相关的报道不多。 在有机半导体晶体生长方法的研究方面，主要报道的方法在大尺寸高质量晶体生长方面都存在一定的局限性，有待 研究和开发新型有机半导体晶体生长的方法。在有机半导体晶体生长和结构控制研究方面
2、，有关有机半导体晶体成核理论、长大机制、择优取向、杂质与缺陷、尺寸与形貌控制等科学问题的研究还处在起步阶段，有待系统深入的研究。 本课题准备运用不同的溶液法生长四种苝酰亚胺类材料的晶体，包括带有苯基和直链烷基的苝酰亚胺的材料，观察其形貌特点，了解其在不同条件下的结晶性能 ，分析这些官能团对于 苝酰亚胺结晶性能的影响。 通过比较寻找适合不同材料的能够生长出大尺寸高质量晶体的最佳条件，为制备具有较好结晶性能的 n 型有 机半导体材料提供更多意见与 经验。 二、研究目标与主要内容 在高性能有机半导体材料的研究方面，设计出较好的分子结构固然重要，但是探索这些材料的结晶性能，进而研究如何制备较好的晶体结
3、构也是非常重要的，这是因为器件的性能好坏在很大程度上与材料的晶体结构有关。晶体的结晶形态不仅与晶体内部的结构有关，还与生长时的物理、化学条件密切相关。研究晶体的生长习性就是把晶体内部结构与生长时的条件密切结合起来 、 。 本论文运用不同的溶液法生长出苝酰亚胺类材料的晶体，一序列的实验发现为制备优异性能的 n 型有机半导体材料提供了数据积累。在光电技术高度发展的今天， 我们仍然需要不断探索具有较好分子结构以及结晶性能的 n 型半导体材料。 1 1 前言： 有机半导体材料 光电材料的介绍 2 苝酰亚胺光电材料的影响和国内外的研究以及存在的某些不足之处，并提出有效方案改进其性能。 3 实验部分： 运
4、用不同的溶液法生长出苝酰亚胺类材料的晶体 4 晶片形貌的表征 5 结果与讨论 观察比较不同的苝酰亚胺材料结晶的形状以及特点。 6 总结 研究 在不同溶剂、生长环境等条件下对苝酰亚胺材料的结晶性能产生的影响。寻找最适合结晶的原料以及结晶方法。 为制备具有较好结晶性能的 n 型有 机半导体材料提供更多意见与经验。 三 、拟采取的研 究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 采用已经合成的并通过红外、紫外等方法表征了分子结构的 N,N -二苯基-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺 、 N,N -二（ 4-氟代苯基） -3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺、N,N -二（正丁基） -3,4,9,10-苝四
5、羧基二酰亚胺、 N,N -二（正辛基） -3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺 来配制其饱和溶液， 采用 溶剂非溶剂交换法 、再沉淀法、浇铸法、非溶剂注入饱和溶液法、热饱和溶液缓慢降温法来生长苝酰亚胺衍生物的晶体。 利用偏光显微镜观察并表征晶体的形貌与结构，从而探索苝酰 亚胺衍生物的生长机制，研究在不同溶剂、生长环境等条件下对其结晶性能产生的影响。 四、中外文参考文献目录 1 Yanke Che. Enhancing One-Dimensional Charge Transport through Intermolecular -Electron Delocalization: Conducti
6、vity Improvement for Organic NanobeltsJ. J. Am. Chem. Soc., 2007, 129 (20): 6354-6355. 2 Edda E. Neuteboom, Stefan C.J.Meskers, E.W.Merjer. Photoluminescence of Self-organized Perylene Bisimede Polymers. J. Phys. Chem. C, 2003, 112: 18281837. 3 Yanke Che, Xiaomei Yang, Kaushik Balakrishnan, Jianmin
7、Zuo, Ling Zang. Highly Polarized and Self-Waveguided Emission from Single-Crystalline Organic Nanobelts. Chem. Mater., 2009, 21: 29302934. 4 杨立功 , 陈林 , 施敏敏 , 汪茫 , 陈红征 . 酞菁铜 /氟代苯基苝酰亚胺复合材料的聚集态2 结构及光伏性能 J. 化学学报 , 2007, 65(22): 2604-2610. 5 黄嘉驰 . 氟代位置对苝酰亚胺聚集态结构和电子传输性能的影响 J. 化学学报 , 2007, 65(11): 1051-105
8、6. 6 莫雄 . 苝类衍生物有机电子传输材料的研究 D. 浙江大学 , 2006. 7 H. Z. Chen. Air Stable n-Channel Organic Semiconductors for Thin Film Transistors Based on Fluorinated Derivatives of Perylene Diimides. Chem. Mater., 2007, 19: 816-824. 8 徐业伟 . 苝四羧酸二酰亚胺衍生物的合成及其性能研究 J. 合 成化学 , 2009, 17(4): 456-458. 9 牛海军 . 含有 p-n 单元的苝聚酰亚胺
9、的合成及其敏化光电池的性能研究 J. 化学学报 , 63(15): 1391-1396. 10 杨慕杰 , 路胜利 . 基于苝酸酯受体光伏器件的性能表征 J. 高等学校化学学报 , 2004, 25(4): 743-745. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 序号 时间 内容 1 2010.11.222010.12.1 学生确定论文课题 2 2010.12.12010.12.15 下达任务书 3 2010.12.152010.12.25 查阅文献，开始实验准备 4 2010.12.252011.1.5 完成文献综述、 外文翻译、开题报告，并开始实验 5 2010.12.1
10、52011.1.30 完成所有实验，获得所以必须的实验数据 6 2011.2.12011.2.18 完成论文初稿 7 2011.2.192011.2.20 中期检查 8 2011.2.192011.4.20 学生修改论文，并定稿 六、研究的主要特点及创新点 本课题主要研究四种苝酰亚胺类材料的结晶性能及其表征，分成两组分别进行比较。以 N,N -二苯基 -3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺 和 N,N -二（ 4-氟代苯基） -3,4,9,10-苝四 羧基二酰亚胺为一组来对比氟代对苝酰亚胺类材料结晶性能的影响。以 N,N -二（正丁基） -3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺和 N,N -二（正辛基） -3,4,9,10-苝四羧基二3 酰亚胺为一组来比较短链烷基中碳的个数对苝酰亚胺类材料结晶性能的影响。 运用溶液法生长晶体，一序列的实验发现对制备优异性能的 n型有机半导体材料得到了基础数据，并认识了在各种不同的结晶方法中，晶体形貌的特点与差异。 突出点在于 实验 制备了两种含碳短链的苝酰亚胺衍生物的晶片 ， 初步估计引入 短链烷基，会改变苝酰亚胺类材料的柔韧性。
