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基于聚合反应在Au(111)表面合成有序的多环芳烃聚合物阵列

电荷呈现非局域分布特性的共轭聚合物被广泛的应用于改善诸如有机薄膜晶体管、有机发光二极管和有机光伏设备等有机电子设备的电荷传输特性。根据共轭聚合物的电荷传输机制,可通过控制共轭聚合物在块体或者半导体/介电层界面的堆积方向改善电荷的迁移率或其它的电荷属性。尽管已有一些课题组通过在晶体表面实现了有序导电纳米结构阵列的构筑并通过理论计算和实验的方式探讨了阵列结构的电荷特性分布,但是晶体表面合成的分子链的取向与初始的组装结构中分子的关联性还未见文献报道。


近日,南昌大学物理系王立教授研究组在超高真空环境下通过脱卤素聚合反应在Au(111)表面制备了具有取向分布的多环芳烃有序分子链阵列。将2,9-二溴-二苯并[fg,op]四苯-5,6,12,13-四氰共轭分子(Br-BTTN)通过热蒸发的方式沉积于干净的Au(111)表面,通过热处理的方式得到Br-BTTN有序组装结构与Br-BTTN分子脱溴合成的有序共轭分子链阵列共存的结构。借助超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)得到的具有清晰分辨Br-BTTN分子细致结构及分子链阵列取向的高清实验图像建立了分子脱溴形成分子链阵列的模型,并揭示了合成的有序分子链阵列的方向与初始的分子组装结构中分子的取向关联性

沿着分子组装结构的特定方向合成有序的共轭分子链阵列


应用上述方法,可以在共轭分子上设计合理的配位基团,通过基团的聚合反应合成制备具有特定方向的有序共轭分子链阵列。该研究结果从单分子层面探讨了一种改善聚合物的电荷迁移率及其它的电荷属性的途径。


该研究成果在Chemical Communications杂志上报道,第一作者博士生王仲平。该研究工作得到了国家自然科学基金委的大力支持。


该论文作者为:Zhongping Wang, Huiling Zhao, Yan Lu, Feifei Xiang, Xinli Leng, Xiaoqing Liu, Xin Song, Mingdong Dong, Li Wang

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/CC/C6CC01362G

Synthesis of ordered conjugated polycyclic aromatic hydrocarbon polymers through polymerization reaction on Au(111)

Chem. Commun., 2016, 52, 8420-8423 DOI: 10.1039/C6CC01362G


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