二維共軛聚合物（2DCPs）是一類新型的半導(dǎo)體材料體系。2DCPs獨(dú)特的拓展二維共軛結(jié)構(gòu)，預(yù)示著優(yōu)異的光電特性，在有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域頗具應(yīng)用前景。然而，目前報(bào)道的多數(shù)2DCPs材料的光電性能相對(duì)較差，以及具有強(qiáng)熒光特性的二維共軛聚合物半導(dǎo)體方面的報(bào)道較少。該類材料熒光猝滅的原因是2DCPs體系中緊密的層間π-π堆疊使其能量耗散嚴(yán)重，導(dǎo)致其不發(fā)光或者熒光特性差。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員董煥麗課題組圍繞發(fā)展光電性能優(yōu)異的2DCPs半導(dǎo)體材料開展了研究。近日，董煥麗團(tuán)隊(duì)提出了利用側(cè)鏈工程調(diào)控制備強(qiáng)熒光2DCPs半導(dǎo)體材料的新策略。研究以三聚茚分子作為優(yōu)異的熒光基元，引入不同長(zhǎng)度的烷基側(cè)鏈作為層間距調(diào)控基團(tuán)，通過動(dòng)態(tài)界面Glaser-Hay偶聯(lián)反應(yīng)制備得到熒光性能優(yōu)異的2DCPs薄膜，且熒光量子產(chǎn)率高達(dá)14.6%。熒光2DCPs薄膜材料具有面內(nèi)各向同性的超長(zhǎng)準(zhǔn)二維激子擴(kuò)散長(zhǎng)度，最大值接近110 nm，表明2DCPs薄膜中有效拓展的二維π共軛結(jié)構(gòu)特征，顯示出潛在的載流子輸運(yùn)性能。該工作為強(qiáng)熒光半導(dǎo)體2DCPs薄膜的合成提供了有效途徑，并為該類材料在光電器件等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供了工具和手段。
相關(guān)研究成果發(fā)表在CCS Chemistry上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部和北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心的支持。
