上海有机所在阻转异构类有机半导体材料与器件研究里取得进展

水分子结构是从三维空间揭示水分子的本体、连续官能、质子化举动及功用，水分子本体水分子和同分反式是水分子结构的关键深入研究段落。有机半导体材料是有机光电电子元件的活官能成分，其化学本体和物理化学连续官能决定着其电子元件精度和功用应用。现阶段，有机标量核酸和石墨烯侧链（多为外手性体甲基）的长度和分支点对其半导体精度的制约深入研究较为广泛应用，有一定的规律官能认识。而水分子结构中会水分子的水分子本体（如中会心水分子本体、轴承水分子本体、螺旋水分子本体）和构象等对有机半导体材料精度的制约一直未了解清楚，是值得探险的科学缺陷。

中会国科学院上海分析化学深入研究所高希珂课题组致力于新M-有机半导体材料的本体始自及功用深入研究。在前期深入研究工作中会，他们实现了中会心水分子本体和轴承水分子本体对n-M-有机半导体聚集自旋本体和电子元件精度的调控（J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 2659.; Langmuir 2019, 35, 6188）。据悉，他们将水分子结构中会“阻转手性”的概念应用到有机半导体材料与电子元件中会。深入研究成果发表在ACS Materials Lett. 2022, 4, 363-369上（highlighted by AZoMaterials as “Atropisomeric Conjugated Diimides in Semiconductors”），高希珂深入研究员和莫纳什大学Christopher R. McNeill任教为都由通讯设备作者，上海有机所葛从伍副深入研究员和张文显为都由第一作者。

图1 阻转手性类有机半导体的化学本体及其高热刺激-响应M-OFET电子元件精度

“阻转手性”（atropisomerism）是由于空间位阻震荡使得化合物中会水分子本体的自由旋转受阻而引起的水分子结构现象，所形成的可拆分的构象反式称为“阻转反式”（atropisomers），例如常见的邻转用磺酸。阻转手性已广泛应用应用于药品化学、超水分子化学和分析化学等领域。高希珂课题组本体设计小水分子并分离给予了系列室温构象平稳的标量二酰亚胺类阻转反式（Syn-NDI, Anti-NDI, Syn-PDI和Anti-PDI，图1），并将其作为有机半导体应用于高热刺激-响应M-有飞机场震荡晶体管（OFET）电子元件。深入研究发现，在高热水溶液中会，这些阻转反式间均需并能相互转成，而在固自旋加高热有条件下，只有Syn-阻转反式能单向转成为Anti-阻转反式，反之则不会。Anti-阻转反式的OFET电子元件精度受其晶体高热退火温度的制约较小，而Syn-阻转反式的OFET电子元件精度受其晶体高热退火温度的制约前所未见，这源于高热抑制作用下Syn-阻转反式向Anti-阻转反式的单向转成。伴随着Syn-NDI转成为Anti-NDI，其OFET电子元件的电子迁移率降低了近100倍，而Syn-PDI转成为Anti-PDI时，其OFET电子元件的电子迁移率降低了约5000倍。无需认为的是，高热抑制作用下Syn-NDI和Syn-PDI在晶体中会水分子构象转成的高热退火温度明显各不相同（图1），这为新M-温度传感器的研发提供了深入研究设想。

该工作给予了博士生委派、中会科院和上海市科委派的项目资助

来源：上海有机所

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