有机发光场效应晶体管是一种兼具场效应晶体管和发光二极管两种器件功能的光电集成器件，在下一代变革性柔性显示方面具有潜在重要应用。高性能有机发光场效应晶体管器件的构筑需要核心材料体系兼具高迁移率和强发光特性，但该类材料的设计合成一直面临巨大挑战，限制了有机发光场效应晶体管及其相关应用器件的研究。
　　近年来，在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，中国科学院化学研究所有机固体实验室研究工作者提出了通过可自由旋转碳-碳单键协同调控分子共轭和立体构象获得光电集成材料的分子设计新策略，以蒽为核，成功地发展了系列蒽衍生的高迁移发光有机半导体材料，推动了新型高迁移率发光材料及发光晶体管器件的研究(Nat. Commun. 2015, 6, 10032; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17261; Adv. Mater. 2019, 1903175; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, doi: 10.1002/anie.202002644)。最近，基于上述光电集成分子的设计思想，研究者进一步以具有优异发光特性的芴作为核心结构基元，利用碳-碳在其2,7位引入苯环拓展分子共轭结构，设计合成了兼具优异电荷传输和高发光性能的新型2,7-二苯基芴分子(LD-1)分子。有机场效应晶体管测试LD-1分子的载流子迁移率为0.25 cm² V^-1 s^-1，单晶荧光量子产率达60.3%，基于该分子进一步成功构筑的有机发光场效应晶体管器件展现了强的电致发光特性和栅压调控放大能力。这一研究工作进一步丰富了高迁移发光有机半导体的材料体系，为有机发光场效应晶体管及相关功能器件研究奠定了基础。相关研究工作近期发表在J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6332-6339上，并被选为期刊封面文章。通讯作者是董焕丽研究员，第一作者是博士研究生刘单。
　　
　　图1.高迁移率发光材料LD-1的分子及其晶体的荧光照片

有机固体院重点实验室
2020年6月12日