專利名稱：一種巰基螺噻喃化合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巰基螺噻喃化合物及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自從1986年有機場效應(yīng)晶體管(OFET)發(fā)明以來(Tsumura，A. ；Koezuka, H.；Ando, T. AppI. Phys. Lett. 1986，49，1210)，由于其在傳感器、射頻標(biāo)簽、電子紙、有源矩陣顯示等方向具有很大的潛在應(yīng)用價值，從而受到了人們的廣泛關(guān)注。除了提高OFET性能和優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)以外，制備多功能光電OFET器件也是有機電子學(xué)領(lǐng)域的ー個重要發(fā)展方向。最近十多年中，功能化有機場效應(yīng)管(FOFET)已經(jīng)在光檢測、信號存儲、激光發(fā)射、環(huán)境監(jiān)測、藥物輸運等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景并取得長足的發(fā)展，成為最為重要的有機電子器件之一 (Guo Y. L.，Yu G.，Liu Y. Q.，Adv. Mater.，2010，22，4427-4447)。近年來，有機場效應(yīng)晶體管的功能化修飾主要集中在半導(dǎo)體層和介電層中(ShenQ.，Wang, L J.，Liu S.，Cao Y.，GanL，Guo X. F.，SteigerwaldM. L，ShuaiZ. G.，Liu Z. F.，Nuckolls C.，Adv. Mater.，2010，22，3282-3287)，而針對半導(dǎo)體器件各個部分之間界面的功能化卻鮮有人報道。在有機場效應(yīng)晶體管領(lǐng)域，自組裝技術(shù)以其低成本，易制備等優(yōu)點受到越來越廣泛的關(guān)注，通過在晶體管器件的各種界面中増加不同的自組裝層(SAM)來改善器件性能(Asadi K.，Wu Y.，Gholamrezaie F.，Rudolf P.，Blom W. M.，Adv. Mater. , 2009,21,4109-4114 ；Pernstich K. P.，Haas S.，Oberhoff D.，Goldmann C.，Gundlach D. J.，Batlogg B.，Rashida A. N.，Schitterb G.，J. AppI. Phys.，2004，96，6431-6438)，成為了大家關(guān)注的熱點，但是這種自組裝技術(shù)尚未廣泛應(yīng)用到功能化OFET器件領(lǐng)域。基于螺吡喃、螺噻喃結(jié)構(gòu)的光致變色化合物具有響應(yīng)靈敏，穩(wěn)定性高等優(yōu)異的性能，在功能化OFET中顯示出良好的應(yīng)用前景。目前，對于這類材料的應(yīng)用只是局限在半導(dǎo)體組分內(nèi)部摻雜以及半導(dǎo)體/介電層界面上(Zhang H. T.，Guo X. F.，Hui J. S.，Hu S. X.，Xu ff. ,Zhu D.B. ,Nano Lett.，2011，11，4939-4946)，然而，在半導(dǎo)體/金屬電極界面通過組裝螺噻喃分子使OFET具有光響應(yīng)功能的研究工作還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種新型光致變色分子巰基螺噻喃化合物及其制備方法與在制備功能有機光電器件中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的巰基螺噻喃化合物，如式I所示，
權(quán)利要求
1.式I所示巰基螺噻喃化合物，
2.權(quán)利要求I所述巰基螺噻喃化合物的制備方法，包括如下步驟 (1)式II所示N-取代吲哚與鄰醛基對硝基苯硫酚進行成環(huán)反應(yīng)得到式III所示N-溴燒基螺唾喃； (2)在酸性條件下，式III所示N-溴烷基螺噻喃與硫代こ酸鉀進行親核取代反應(yīng)即得式I所示巰基螺噻喃化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干步驟(I)所述成環(huán)反應(yīng)中，式II所示N-取代吲哚與鄰醛基對硝基苯硫酚的摩爾份數(shù)比為(I I. 2) (I 2);步驟(2)所述親核取代反應(yīng)中，所述式III所示N-溴烷基螺噻喃與硫代こ酸鉀的摩爾份數(shù)比為(I I.2) (2. 5 5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在干步驟(I)所述成環(huán)反應(yīng)的溫度為50°C 90°C，時間為4h 6h ;步驟⑵所述親核取代反應(yīng)的溫度為40°C 70°C，時間為0.5h 2h0
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于步驟(I)所述成環(huán)反應(yīng)和步驟(2)所述親核取代反應(yīng)的溶劑均為こ醇、丙酮和ニ氯甲烷中的至少ー種；步驟(I)所述成環(huán)反應(yīng)和步驟(2)所述親核取代反應(yīng)均在惰性氣氛下進行。
6.一種電極表面自組裝層，包括權(quán)利要求I所述的式I所示巰基螺噻喃化合物。
7.權(quán)利要求I所述巰基螺噻喃化合物或權(quán)利要求6所述電極表面自組裝層在制備p型有機場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
8.ー種p型有機場效應(yīng)晶體管，由上至下依次由襯底、絕緣體層、位于同一層的源電極層和漏電極層、權(quán)利要求6所述電極表面自組裝層和半導(dǎo)體層組成；所述源電極層和漏電極層之間不接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體管，其特征在于所述襯底的材質(zhì)選自玻璃、陶瓷和硅片中至少ー種；所述絕緣體層的材質(zhì)選自ニ氧化硅、六甲基ニ硅胺修飾的ニ氧化硅和聚甲基丙烯酸甲酯中至少ー種；所述絕緣體層的厚度為100 IOOOnm ;所述源電極層和漏電極層的材料均選自金、銀、銅和鋁中至少ー種，所述源電極和漏電極層的厚度均為30 50nm ;所述半導(dǎo)體層的厚度為20 60nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種式I所示巰基螺噻喃化合物及其制備方法與應(yīng)用。式I中，R1為碳原子數(shù)為8～16的烷基。本發(fā)明還進一步提供了上述巰基螺噻喃化合物的制備方法，包括如下步驟(1)式II所示N-取代吲哚與鄰醛基對硝基苯硫酚進行成環(huán)反應(yīng)得到式III所示N-溴烷基螺噻喃；(2)在酸性條件下，式III所示N-溴烷基螺噻喃與硫代乙酸鉀進行親核取代反應(yīng)即得式I所示巰基螺噻喃化合物。本發(fā)明提供了上述巰基螺噻喃化合物所構(gòu)成的電極表面自組裝層在制備功能有機光電器件中的應(yīng)用，該類器件是一種優(yōu)良的光電功能有機半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件。當(dāng)器件在紫外光照條件下時，其工作電流會增大，當(dāng)器件在可見光照條件下時，其工作電流會減小。在光電響應(yīng)傳感器及高密度光存儲領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
文檔編號H01L51/30GK102643291SQ20121009975
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者張洪濤, 朱道本, 郭雪峰 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所