Angew. Chem. ：酰亚胺化芴酮及其衍生物基n型聚合物的设计合成及其有机场效应晶体管性能研究

聚合物半导体材料具有质量轻、柔性以及可溶液加工等优点受到广泛关注，被应用于多种有机电子器件，如有机场效应晶体管、有机发光二极管以及有机太阳能电池等。近十年，高性能聚合物半导体材料的开发取得了巨大进展，但是和p型聚合物半导体材料相比，n型聚合物半导体材料的发展明显滞后，其中强缺电子构筑基元的匮乏是重要原因之一。

近日，南方科技大学材料科学与工程系郭旭岗教授团队通过酰亚胺化缺电子的芴酮（FO）和其氰基衍生物（FCN），开发了两种新型的强缺电子构筑基元FOI和FCNI。单晶分析表明两个分子具有高度的平面性，酰亚胺基团的引入不仅使它们具有优异的溶解性，还有效地拉低了它们的LUMO能级。理论计算显示FOI和FCNI的LUMO能级分别为-2.72和-3.63 eV，电化学测试值分别达到了-3.68和-4.05 eV；值得注意的是，FCNI的缺电子性要明显强于经典的强受体构筑基元萘酰亚胺（NDI）和苝酰亚胺（PDI）。

该团队将FOI和FCNI基元用于聚合物半导体材料的开发，得益于它们的强缺电子性质，聚合物都具有深LUMO能级，其中聚合物FCNI-V的LUMO能级低至-4.26 eV。基于该系列聚合物制备的有机场效应晶体管（OTFTs）器件表现出了单极性的n-型传输性能，最高电子迁移率可以达到0.11 cm² V^-1 s^-1。

在该工作中，郭旭岗教授团队通过酰亚胺化缺电子的芴酮单元及其氰基衍生物，开发了两种具有优异溶解性和高度平面性的强缺电子构筑基元FOI和FCNI，并基于它们开发了一系列新型的n型聚合物半导体材料。该工作不仅丰富了受体构筑基元的化学结构种类，还为新型受体基元的开发提供了一种新的设计思路。

论文信息

Imide-Functionalized Fluorenone and Its Cyanated Derivative Based n-Type Polymers: Synthesis, Structure–Property Correlations, and Thin-Film Transistor Performance

Dr. Zhicai Chen,Dr. Jianfeng Li,Junwei Wang,Dr. Kun Yang,Dr. Jianqi Zhang,Yimei Wang,Dr. Kui Feng,Bolin Li,Prof. Zhixiang Wei,Prof. Xugang Guo

文章第一作者是南方科技大学博士后陈志才博士和李建锋博士，通讯作者为郭旭岗教授。另外，该工作得到了国家纳米中心魏志祥教授和张建齐老师的大力支持。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202205315