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本文从制备纳米级有机光导体与合成新型有机电子传输材料这两个方面出发,对表面正充电有机光受体的构筑与性能进行了较系统的研究。
在制备纳米级有机光导体方面,发明了一类仅由1,2-二氯乙烷(DCE)等溶剂稳定的纳米级酞菁氧钒(N-VOPc)光导体,N-VOPc/DCE溶胶中的纳米粒子尺寸分布在2-20nm之间,平均粒径为4.6nm。此溶胶的稳定性被归结为静电稳定机制,其紫外可见吸收光谱与块体材料相比发生了明显的蓝移。N-VOPc是研制有机光导器件的理想基元材料,其稳定性可以满足涂布法制备光受体的需要,且避开了容易产生不利影响的添加剂的使用。基于N-VOPc的单层有机光受体在正充电工作模式下,尤其是在低工作电压和弱光照射下,具有很好的光导电性能,简单的组成及器件结构使其在制作成本上具有很大优势。仅由N-VOPc和PC成膜剂组成的光受体中电荷传输的机理无法用传统的观点来解释,本文在光辅助STM测试的基础上提出了光致隧穿增强效应机理。当于高定向石墨(HOPG)表面自组装时,被吸附的VOPc粒子将会有着更小的尺寸分布(4-5nm之间),这可能是由于基底预先吸附上的VOPc单分子组装层对粒子起到了尺寸选择的作用。
在合成电子传输材料方面,根据能级匹配原则及对材料的电子亲和能和溶解性能的要求,设计合成了一类性能优良的新型电子传输材料R-TITC。R-TITC可由三聚茚酮和氰基乙酸酯经Knoevenagel缩合反应得到,在反应过程中使用超声可将产率提高一个数量级以上(从低于3﹪到40﹪)。多个氰基乙酸酯的引入扩大了产物的共轭体系,且同时赋予R-TITC以较高的电子亲合能(约3.9eV)和较好的溶解性。这使得R-TITC可通过低成本的溶液处理方法形成器件,且其电子传输性能很少受氧等电子陷阱的影响。R-TITC与酞菁组成的正充电单层和双层光受体受光照时将发生电子由酞菁到R-TITC的转移,从而表现出较好的光导电性能。