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界面有机半导体纳米结构和性质与半导体电子器件性能息息相关。表界面有机半导体体系的研究可为揭示和理解分子相互作用机制提供实验和理论基础,为设计性能优异的有机半导体材料或器件提供指导。本论文主要利用扫描隧道显微镜等技术,研究有机半导体分子在二维界面的自组装行为。在研究寡聚噻吩溶液组装的基础上,探索聚苯乙炔类聚合物的气-液界面自组装,并进一步研究n-型稠环芳酰亚胺衍生物的固-液界面二维结晶行为。研究内容分为以下四部分:1.研究了肽-四噻吩-肽(PTP)在溶剂中的组装。通过改变混合溶剂比例改变溶剂极性,探索溶剂极性对组装结构和性质的影响。研究发现PTP可以在THF/己烷溶液中(40-80%v的己烷)形成纤维。这种纤维稳定存在,不随时间变化。另一方面,PTP在THF/水的混合溶液中含水量为40%至60%v时形成囊泡和平行四边形片两种有序纳米结构。平行四边形片可以随时间延长转变成囊泡。纤维表现出囊泡和平行四边形片所不具有的超分子手性。溶液体系的组装机制研究为二维界面组装研究提供研究基础和参考。2.研究了三种具有手性中心的聚苯乙炔衍生物在气-液二维界面的自组装行为,研究目的为对比体相与二维界面对聚合物的组装结构和性质的影响。气-液界面具有二维局限特性,研究发现与溶液体系不同的构象,与溶液体系相比,聚合物手性在气-液界面发生反转或增强,为聚合物构象调控提供了一种新方法。3.研究了三种n型半导体的稠环芳酰亚胺PPDI,NPDI,NPNDI,在液-固界面的自组装行为,探索具有不同分子结构的非平面型分子可否在二维界面形成稳定的有序二维结构,并研究分子结构与二维纳米结构之间的关系。具有不同共轭结构的分子表现出不同的表面结晶行为。在组装过程中,分子对称性对形成分子层的性质有关键影响,发现过多的非共面共轭单元对二维组装有不利影响。研究表明非平面共轭结构可在二维界面进行有序自组装。4.研究了n-/p-半导体分子的固-液界面共组装,考察p-型分子对非平面稠环芳香体系二维结晶行为的影响。研究发现,p-型分子1-芘甲酸(PCA)与n型半导体分子PPDI,NPDI,NPNDI可进行二元表面共组装。与单一组分n型半导体相比较,PCA可促进单组分大尺寸NPNDI的界面吸附组装,此外可调控2D纳米结构和手性。本研究验证了非平面型半导体分子界面构筑二维纳米结构的可行性。