對(duì)稱性破缺驅(qū)動(dòng)下螺環(huán)芳烴納米晶半導(dǎo)體的多尺度自組裝與光電性質(zhì).pdf

1、有機(jī)半導(dǎo)體納米晶是一類新穎半導(dǎo)體材料，集合了有機(jī)半導(dǎo)體能帶可設(shè)計(jì)、晶體排列高度有序、納米效應(yīng)等優(yōu)勢。本文以對(duì)稱性破缺驅(qū)動(dòng)螺環(huán)芳烴納米晶半導(dǎo)體的可控多尺度自組裝，設(shè)計(jì)得到了一系列具有豐富光電性質(zhì)的均一納米形貌，利用上述結(jié)構(gòu)的納米效應(yīng)研究了其在光響應(yīng)電存儲(chǔ)器件中的應(yīng)用。本文首先總結(jié)了一系列作為智能構(gòu)筑單元的大體積π系統(tǒng)分子的多尺度自組裝行為及其光電性質(zhì)。針對(duì)有機(jī)納米結(jié)構(gòu)在熱力學(xué)主導(dǎo)下自組裝的特點(diǎn)，通過對(duì)超分子作用能量的理論計(jì)算，首次提出了準(zhǔn)

2、確預(yù)測微納單晶形貌的熱力學(xué)方法，并將其作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工具應(yīng)用于對(duì)稱性破缺誘導(dǎo)的多尺度納米自組裝，為有機(jī)納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論方法。隨后，本文以十字交叉型的螺環(huán)芳烴SFX及其衍生物為模型，提出通過熱力學(xué)主導(dǎo)下超分子作用力的對(duì)稱性破缺策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超分子作用力的一次、二次和三次破缺，分別獲得了2D納米片、1D納米線（或準(zhǔn)1D納米帶）和3D多面體的多尺度微納形貌，并進(jìn)一步驗(yàn)證上述微納單晶形貌預(yù)測方法的正確性。本文利用不同表面活性劑在晶面的不同

3、選擇性吸附，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)3D多面體形貌的動(dòng)力學(xué)可控自組裝，得到了從六面體、八面體到十面體等一系列均一多面體形貌。針對(duì)一次破缺中較厚的2D形貌，為了得到適用于有機(jī)薄膜器件的2D超薄納米結(jié)構(gòu)，本文結(jié)合有機(jī)半導(dǎo)體能帶可設(shè)計(jì)的優(yōu)勢進(jìn)一步提出了對(duì)超分子作用力的深度對(duì)稱性破缺，得到了一系列厚度在10 nm量級(jí)的均一、能帶可調(diào)、自支撐的多色超薄柔性納米片。該研究工作證明非平面有機(jī)半導(dǎo)體的對(duì)稱性破缺是設(shè)計(jì)有機(jī)微納晶體多尺度形貌新穎而有效的策略。這一設(shè)計(jì)

4、理論的提出，不僅豐富了有機(jī)納米半導(dǎo)體的形貌，而且為有機(jī)納米材料在各領(lǐng)域的推廣做出了有益的貢獻(xiàn)。
　　合成均一納米結(jié)構(gòu)尤其是超薄2D結(jié)構(gòu)是構(gòu)筑大面積高質(zhì)量薄膜的前提，為有機(jī)光電子器件的發(fā)展提供了全新的材料支持和機(jī)理解釋的理想模型。本文將制備所得的超薄有機(jī)2D結(jié)構(gòu)通過環(huán)境友好的水溶液加工制備成大面積高度結(jié)晶有序的均一薄膜。以該薄膜為活性層，利用片層間的納米隧穿效應(yīng)設(shè)計(jì)了有機(jī)納米二極管，呈非易失性的電雙穩(wěn)態(tài)并伴隨光開關(guān)性質(zhì)。這類形狀規(guī)則