一种含硼杂环有机晶体管材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于有机电子学领域，具体涉及含硼杂环有机晶体管材料及其制备方法。本发明专利技术提出的有机晶体管材料在结构上含萘基、苯基及六元硼杂环，其优点如下：（1）是一种本征型半导体材料，比传统掺杂型有机半导体复合材料稳定。（2）由于B元素存在于有机半导体分子结构中，载流子在共轭芳香基、B元素及半导体晶体结构中传递更迅速，即具有更高的载流子传输速度。该材料由6,13-二溴-6,13-二氢二萘并[2,3-b:2',3'-e][1,4]二硼杂环、叔丁基锂以及取代碘苯为起始原料，通过一步法制备获得，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于有机电子学领域，具体涉及含硼杂环有机晶体管材料及其制备方法。本专利技术提出的有机晶体管材料在结构上含萘基、苯基及六元硼杂环，其优点如下：（1）是一种本征型半导体材料，比传统掺杂型有机半导体复合材料稳定。（2）由于B元素存在于有机半导体分子结构中，载流子在共轭芳香基、B元素及半导体晶体结构中传递更迅速，即具有更高的载流子传输速度。该材料由6,13-二溴-6,13-二氢二萘并二硼杂环、叔丁基锂以及取代碘苯为起始原料，通过一步法制备获得，生产成本低。【专利说明】
本专利技术属于有机电子材料
，具体涉及含硼杂环有机晶体管材料及其制备方法。
技术介绍
虽然早在20世纪40年代后期就已经开始对有机半导体进行研究，但是直到最近10多年，具有半导体性质的有机材料才真正得到研究者的广泛关注。有机半导体作为晶体管的活性层早已受到研究者的青睐，有机场效应晶体管的研究日益普及。事实上，电子学在经历了真空电子学和固体电子学两个时期以后，当前正处于以超大规模集成电路为特征的微电子学时期。美国工业界估计在今后15至20年内，线宽将减小至IOnm左右。线宽的减小将带来单个器件尺寸的进一步缩小和芯片集成度的进一步提高。但是当器件尺寸缩小到数十纳米以后，传统晶体管器件将面临严峻挑战。首先在数十纳米量级PN结无法形成，二极管、三极管也就无法正常工作。同时，当源、漏极间沟道长度减小到数十纳米以后，场强迅速增加，电子在强电场的作用下将使器件雪崩击穿或进入栅极与沟道间的绝缘层中存储起来，屏蔽栅极，因此场效应晶体管也将无法正常工作。其次，随着器件密度的提高，单位面积的发热将变得异常巨大。再者，量子效应将随着器件尺寸的减小而越来越显著。面临的这些困难与挑战，是传统无机半导体工艺所难以解决的。然而，有机半导体有望在一个有机分子的区域内实现对电子运动的控制，从而极大地提高电路的集成度与计算机的运行速度。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入III族元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。在纯净的硅晶体中掺入V族元素(如磷、砷、锑等)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了 η型半导体。具有平面大η共轭结构的化合物，如蒽、并四苯、并五苯等制备的单晶场效应晶体管具有较大的载流子迁移率，将III族元素(如硼)引入平面大π共轭结构，则可制备本征型半导体(P型)。`本专利技术将B元素与2个萘环形成类似于并五苯的共轭结构，是一种新型半导体材料，其优点如下:(1)是一种本征型半导体材料，比传统掺杂型有机半导体复合材料稳定。(2)由于B元素存在于有机半导体分子结构中，载流子在共轭芳香基、B元素及半导体晶体结构中传递更迅速，即具有更高的载流子传输速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一类含硼杂环有机晶体管材料及其制备方法。本专利技术提出的含硼杂环有机晶体管材料，在结构上含萘基、苯基及六元硼杂环，其结构式如下所示:【权利要求】1.一种含硼杂环有机晶体管材料，其特征在于该材料在结构上含萘基、苯基及六元硼杂环，其结构式如下所示: 2.根据权利要求1所述的有机晶体管材料，其特征在于R为氢原子，材料的分子式为C32H22B2，化学结构式如下: 3.根据权利要求1所述的有机晶体管材料，其特征在于R为甲基，材料的分子式为C34H26B2，化学结构式如下:4.根据权利要求1所述的有机晶体管材料，其特征在于R为乙基，材料的分子式为C36H3ciB2，化学结构式如下: 5.根据权利要求1所述的有机晶体管材料，其特征在于R为异丙基，材料的分子式为C38H34B2,化学结构式如下:6.根据权利要求1所述的有机晶体管材料，其特征在于R为叔丁基，材料的分子式为C4tlH38B2,化学结构式如下:` 7.—种如权利要求1-6所述的有机晶体管材料的制备方法，其特征在于该材料由6，13-二溴-6，13-二氢二萘并 二硼杂环、叔丁基锂以及取代碘苯为起始原料，通过一步法制备获得，反应方程式如下: 【文档编号】C07F5/02GK103450237SQ201310392349【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日 【专利技术者】蓝碧健 申请人:太仓碧奇新材料研发有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硼杂环有机晶体管材料，其特征在于该材料在结构上含萘基、苯基及六元硼杂环，其结构式如下所示：?其中R为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基之一种。?FDA0000376503870000011.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝碧健，
申请(专利权)人：太仓碧奇新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：