一、成果简介

有机半导体材料因其结构的通用性、重量轻、机械灵活性以及低温和大面积制造而引起了人们的极大兴趣，为下一代电子设备的发展开辟了可能性。有机半导体材料的包装方式通过改变电子耦合、能带结构和激子行为显著影响光电性能。小分子有机半导体的封装结构通常可分为人字结构、滑块结构和砖砌结构。首选的排列方式取决于分子结构驱动的空间位阻和各相互作用项的贡献权重，这与有机材料中不可预测和不可控的晶体成核和生长过程密切相关，涉及到许多多重变量，如分子内或分子间的微弱和微妙的相互作用。因此，为高性能或多功能有机半导体材料量身定制精确的包装安排仍然是一个长期的挑战。此外，封装排列与光电性能之间的深入关系还远未明确，这阻碍了高性能有机光电材料的发展。

在此，我们总结了近年来在控制有机半导体材料的包装排列以实现高性能光电子学方面的进展，揭示了结构-性能关系。首先，我们讨论了分子材料共轭骨架上的功能化，以提高碳/氢(C/H)比，构建更密集的人字形或滑动填充结构，具有更好的载流子迁移率。接下来，我们提出了基于相同分子结构的有机半导体包装排列的调节，即晶体多晶型的控制。C6-DBTDT的最高已占据分子轨道(HOMO)与HOMO – 1之间存在很小的能隙;因此，(HOMO-1)s之间或沿不同方向的电子耦合对电荷输运行为有重要影响。最后，我们论证了第二组分在有机光电材料的封装布置中的作用。通过非化学计量比的分子掺杂，我们将传统的人字形堆积模式定制为具有足够自由基离域的面对面柱状堆叠，显示出一维有机纳米材料的酸响应性高电导率。通过化学计量比共晶工程，我们获得了具有不同填充基序或修饰比例的卤素键或氢键共晶材料。在分离堆叠材料中，短的分子间接触会产生更大的辐射衰减选择性，从而增强了放大自发发射特性。经2:1修饰的共晶材料不仅表现出更强的电子耦合，而且分子之间的距离也更长，载流子迁移率相对于单组分材料提高了4个数量级。我们相信，合理控制有机材料的包装排列将为高性能光电子技术的发展开辟可能性。

二、图文导读

1. of for . with from refs(10),(12), and(39). 2017, 2017, and 2018 .

2.- of (a), 2,6-DPA (b), 2,6-DNA (c), and 2,6-TBU-DNA (d). (e) n-type and p-type ofthe 2,6-TBU-DNA-based OLET . (f) The of were at . (g) The Ids and EQE as a of the gate (Vg). (h) Space- of OLET based on 2,6-TBU-DNA.(e−h) with from ref 20. 2022 Wiley-VCH .

3. – of (a, b) (c, d). (e) (TEM) image of a the of . (f) The n-type of OFET based on one . with from ref 22. 2020 Wiley-.

6. phase of C6-DBTDT for , , , and by – drop . with from ref 9. 2014 Wiley-VCH .

7. (a) phase of TiOPc by in the PVT . and of α-TiOPc (b) and β-TiOPc (e). of OFETs based on α-TiOPc (c) and β-TiOPc (f). for α- (d, bold lines: pink 6 meV, green 42 meV, cyan 59 meV, 130 meV) and for β-TiOPc (g, green 6 meV, 29meV, pink 37 meV, cyan 87 meV). with from ref 29. 2016 Wiley-VCH .

8. of PI (a) and PAA (d), and of on the . AFM of on PI (b) and PAA (e). The of (5 nm) on the PAA and PI (c). of a thin film using PAA as layer (f). of the same at (g). An view of an by film using PAA as the layer (h). M- (i). with from ref10. 2017 .

13.(a) of BrFB, IFB, and DPYA. of DPYA−BrFB (b) and DPYA−IFB (c). of the four-level with for DPYA−BrFB (d) and DPYA−IFB (g). PL the edge of – DPYA−BrFB (e) and DPYA−IFB (h). () PL of DPYA−BrFB and DPYA−IFB above . Power- of 0−1 peak (red) and fwhm (blue) for DPYA−BrFB (f) and DPYA−IFB (i). with from ref 46. 2020 Wiley-VCH .

三、论文信息

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Cite this: Acc. Mater. Res. 2024, XXXX, XXX, XXX-XXX

July 19, 2024

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