【摘 要】
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含非共价构象锁的（Non-covalent Conformational Locks,NCLs）分子具有优异的电荷输运性能和器件性能,但其在分子水平上的工作机制至今未被详细阐明。本研究合成了5种具有NCLs结构的分子,对其分子内及分子间的电荷输运特性进行了研究。主要内容如下:（1）设计合成了三个含非共价构象锁的分子:4,7-二（噻吩-2-基）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DT-BT）、5,6二氟
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含非共价构象锁的（Non-covalent Conformational Locks,NCLs）分子具有优异的电荷输运性能和器件性能,但其在分子水平上的工作机制至今未被详细阐明。本研究合成了5种具有NCLs结构的分子,对其分子内及分子间的电荷输运特性进行了研究。主要内容如下:（1）设计合成了三个含非共价构象锁的分子:4,7-二（噻吩-2-基）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DT-BT）、5,6二氟-4,7-二（噻吩-2-基）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DT-FBT）、5,6双（己氧基）-4,7-二（噻吩-2-基）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DT-OBT）。通过核磁共振氢谱检验分子结构,利用循环伏安法测量其起始氧化电位,结合其紫外可吸收光谱计算出最高占据轨道-最低未占据轨道能级。进一步使用扫描隧道显微镜-固结法（STM-FJ）测量其电导,结合理论计算,对其分子内电荷输运进行了比较研究。测量出三个分子的电导（G）顺序为GDT-BT＜GDT-FB＜GDT-OBT,与隧穿理论预测的电导顺序不一致。根据电化学分析、紫外可吸收光谱及电子云分布分析结果推导其原因主要是DT-FBT和DT-OBT中嵌入的非共价构象锁有效促进了分子内电荷输运。（2）进一步设计合成了两个含非共价构象锁的分子:2-（4’-（甲硫基）-[1,1’-联苯]-4-基）噻吩（ST）、(2-(3-氟-4’-（甲硫基）-[1,1’-联苯]-4（ST-F）。通过核磁共振氢谱检验分子结构,利用循环伏安法测量其起始氧化电位,结合紫外可吸收光谱计算出HOMO-LUMO。进一步使用扫描隧道显微镜-裂结法（STM-BJ）研究其电导,发现:ST的有两个电导峰,其中低电导峰是分子的π-π堆叠造成的;而平面度较高的ST-F只有一个高电导峰,表明是单个分子电荷传输。对于非共价构象锁结构的分子来说,平面度也会对分子间电荷输运产生重要影响。
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