一種含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域，具體涉及含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料及其制備方法。本發(fā)明提出的有機(jī)晶體管材料在結(jié)構(gòu)上含萘基、苯基及六元硼雜環(huán)，其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）是一種本征型半導(dǎo)體材料，比傳統(tǒng)摻雜型有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合材料穩(wěn)定。（2）由于B元素存在于有機(jī)半導(dǎo)體分子結(jié)構(gòu)中，載流子在共軛芳香基、B元素及半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中傳遞更迅速，即具有更高的載流子傳輸速度。該材料由6,13-二溴-6,13-二氫二萘并[2,3-b:2',3'-e][1,4]二硼雜環(huán)、叔丁基鋰以及取代碘苯為起始原料，通過一步法制備獲得，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】一種含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)電子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雖然早在20世紀(jì)40年代后期就已經(jīng)開始對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行研究，但是直到最近10多年，具有半導(dǎo)體性質(zhì)的有機(jī)材料才真正得到研究者的廣泛關(guān)注。有機(jī)半導(dǎo)體作為晶體管的活性層早已受到研究者的青睞，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究日益普及。事實(shí)上，電子學(xué)在經(jīng)歷了真空電子學(xué)和固體電子學(xué)兩個(gè)時(shí)期以后，當(dāng)前正處于以超大規(guī)模集成電路為特征的微電子學(xué)時(shí)期。美國(guó)工業(yè)界估計(jì)在今后15至20年內(nèi)，線寬將減小至IOnm左右。線寬的減小將帶來單個(gè)器件尺寸的進(jìn)一步縮小和芯片集成度的進(jìn)一步提高。但是當(dāng)器件尺寸縮小到數(shù)十納米以后，傳統(tǒng)晶體管器件將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首先在數(shù)十納米量級(jí)PN結(jié)無法形成，二極管、三極管也就無法正常工作。同時(shí)，當(dāng)源、漏極間溝道長(zhǎng)度減小到數(shù)十納米以后，場(chǎng)強(qiáng)迅速增加，電子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下將使器件雪崩擊穿或進(jìn)入柵極與溝道間的絕緣層中存儲(chǔ)起來，屏蔽柵極，因此場(chǎng)效應(yīng)晶體管也將無法正常工作。其次，隨著器件密度的提高，單位面積的發(fā)熱將變得異常巨大。再者，量子效應(yīng)將隨著器件尺寸的減小而越來越顯著。面臨的這些困難與挑戰(zhàn)，是傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體工藝所難以解決的。然而，有機(jī)半導(dǎo)體有望在一個(gè)有機(jī)分子的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的控制，從而極大地提高電路的集成度與計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。
[0003]P型半導(dǎo)體即空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。在純凈的硅晶體中摻入III族元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半導(dǎo)體。在純凈的硅晶體中摻入V族元素(如磷、砷、銻等)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了 η型半導(dǎo)體。具有平面大η共軛結(jié)構(gòu)的化合物，如蒽、并四苯、并五苯等制備的單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有較大的載流子遷移率，將III族元素(如硼)引入平面大π共軛結(jié)構(gòu)，則可制備本征型半導(dǎo)體(P型)。`
[0004]本發(fā)明將B元素與2個(gè)萘環(huán)形成類似于并五苯的共軛結(jié)構(gòu)，是一種新型半導(dǎo)體材料，其優(yōu)點(diǎn)如下:(1)是一種本征型半導(dǎo)體材料，比傳統(tǒng)摻雜型有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合材料穩(wěn)定。
(2)由于B元素存在于有機(jī)半導(dǎo)體分子結(jié)構(gòu)中，載流子在共軛芳香基、B元素及半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中傳遞更迅速，即具有更高的載流子傳輸速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一類含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明提出的含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料，在結(jié)構(gòu)上含萘基、苯基及六元硼雜環(huán)，其結(jié)構(gòu)式如下所示:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種含硼雜環(huán)有機(jī)晶體管材料，其特征在于該材料在結(jié)構(gòu)上含萘基、苯基及六元硼雜環(huán)，其結(jié)構(gòu)式如下所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)晶體管材料，其特征在于R為氫原子，材料的分子式為C32H22B2，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)晶體管材料，其特征在于R為甲基，材料的分子式為C34H26B2，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)晶體管材料，其特征在于R為乙基，材料的分子式為C36H3ciB2，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)晶體管材料，其特征在于R為異丙基，材料的分子式為C38H34B2,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)晶體管材料，其特征在于R為叔丁基，材料的分子式為C4tlH38B2,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:`
7.—種如權(quán)利要求1-6所述的有機(jī)晶體管材料的制備方法，其特征在于該材料由6，13-二溴-6，13-二氫二萘并[2，3-b:2’，3’ -e] [1，4] 二硼雜環(huán)、叔丁基鋰以及取代碘苯為起始原料，通過一步法制備獲得，反應(yīng)方程式如下:



【文檔編號(hào)】C07F5/02GK103450237SQ201310392349
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】藍(lán)碧健 申請(qǐng)人:太倉(cāng)碧奇新材料研發(fā)有限公司