红外1.5mm波段是光纤通信系统应用的非常重要的波段。由于这一波段基于无机化合物半导体的光电子器件存在着加工工艺复杂、对材料的纯度要求较高、成本高以及毒性等问题,所以人们将目光转向易加工、可调谐范围宽、柔韧性好、廉价,尤其是低毒的有机半导体材料体系上。酞菁及金属酞菁化合物是一类应用广泛的具有光、电功能的化合物。本项目拟开展酞菁分子中紫菜嗪环中含有六个异吲哚单元,在紫菜嗪环中结合两个金属原子- - -超大环酞菁的合成及光致发光、电致发光和光伏特性。初步研究结果表明,该类化合物由于具有新奇的结构表现出许多奇异的性质,特别在近红外区的发光、光伏等方面表现出色。此项研究建立了酞菁化合物在近红光电材料及器件等方面应用的基础,为具有光电功能的酞菁化学增添了更多的衍生物,扩展了酞菁分子的新的光电功能,为进一步研制能应用于信息、能源、生命、航天、环境领域的光电器件提供更多的选择。
酞菁类化合物按其紫菜嗪环中包含的异吲哚亚单元数(3,4,5)被分类成亚酞菁、酞菁和超酞菁。超大紫菜嗪环类酞菁化合物(hyper-Pc)是指包含六个异吲哚亚单元紫菜嗪环的酞菁类化合物。该类化合物由于具有更大的共轭紫菜嗪环,具有特殊的吸收光谱,如在近红外1.48微米外有一个强的吸收峰并且在1.52微米处有光致发光及电致发光。超大环酞菁的这一特性可被用于制备光通讯器件的材料。本项目着重研究该类酞菁化合物的合成、表征及近红外光电性质。在工作中,我们获得了制备该类化合物的合成条件及提纯方法。提出从原料到产物的可能机理。从获得的表征结果可以解释我们所提出的机理。该类化合物至今尚未有文献报道。我们就该类化合物的合成及近红外光电器件的制备内容申报两项中国发明专利。目前,这两项专利己通过实质性审查即将被授权。一些实验结果投稿于Nature杂志。现正按审稿人的要求制备该化合物的单晶。由于酞菁类化合物单晶制备是一项困难的工作,特别是该类化合物。我们的工作在制备单晶阶段进展缓慢。现在,我们拟从该类化合的中间体着手,采用中间体气相缩合、沉积法探索该类化合物单晶制备的方法。