Pyromellitic Diimide (PyDI)-Based Molecular and Polymeric Electron-Transporting Semiconductors

均苯四甲酸二酰亚胺 (PyDI) 基分子和聚合物电子传输半导体

基本信息

  • 批准号:
    0905176
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-08-01 至 2013-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

"This award is funded under the American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (Public Law 111-5)."TECHNICAL SUMMARY: Pyromellitic (benzenetetracarboxylic) diimides (PyDIs) are best known as segments of highly insulating polyimide dielectrics This proposal is to build on the transformative concept that a simple PyDI structure is a sufficiently conjugated core for the construction of electron-carrying organic semiconductors for polymer-based electronics and energy transducers. This structure is more readily available than the higher rylenes already investigated, is highly transparent and chemically stable, and leads to processable and electronically tunable derivatives. While numerous small-molecule and polymeric hole-carrying (p-channel) semiconductors have been developed, the list of electron-carrying (n-channel) alternatives, while growing, remains smaller. There are particularly few examples of processable n-channel semiconductors. Most conjugated cores for n-semiconductors have very high melting points. Those few that are solution processable require extensive syntheses. This proposal develops the counterintuitive idea that PyDIs can function as molecular and polymeric semiconductors in transistors and other devices. The PI has already shown that PyDI semiconductors can have electron mobilities 0.1 cm2/Vs. Transistors made from PyDI derivatives are operable in air and have very high on/off ratios. This proposal is to perform a systematic study of N and 3,6-C substitution on PyDIs, develop solution processability, and extend these structures into printable polymers. Fundamental issues to be addressed include the electron energy level tunability through substitution, relative merit of PyDI and naphthalenetetracarboxylic diimides, preservation of solid state packing in processable solids, comparison of conjugated and nonconjugated substituents and polymer linkages, reliability of molecular solids versus polymers, and enhanced viscosities of polymer solutions for printing. The morphology and crystal structures will be determined for a wide range of derivatives, as will the orbital energy levels relative to other materials in which the PyDIs might be blended or with which they might share interfaces.NONTECHNICAL SUMMARY: New organic and polymeric materials, though based on a structure generally associated with insulators, will in this case further opportunities for organic based circuit, solar cell, capacitor, and thermoelectric technologies. They will be utilized in modules for undergraduate and high school laboratory course teaching. One particular course is being developed specifically to utilize organic electronic devices, and will be transferred to predominantly undergraduate institutions such as Drew University and University of Maryland-Baltimore County, and Anne Arundel High School. The modules will also be presented to high school teacher workshops that include a diverse mix of attendees from urban school districts. Mentoring of graduate and undergraduate students, including joint and visiting minority students from Howard University, will be emphasized.
“该奖项是根据 2009 年美国复苏和再投资法案(公共法 111-5)提供资金的。” 技术摘要:均苯四甲酸(苯四甲酸)二酰亚胺 (PyDI) 最为人所知的是高绝缘聚酰亚胺电介质部分。该提案的基础是这一变革性概念是,简单的 PyDI 结构是一个充分共轭的核心,可用于构建用于基于聚合物的电子器件和能量传感器的载电子有机半导体。 这种结构比已经研究的高级萘嵌苯更容易获得,具有高度透明性和化学稳定性,并产生可加工和电子可调的衍生物。 虽然已经开发出许多小分子和聚合物载空穴(p 沟道)半导体,但载电子(n 沟道)替代品的列表虽然在不断增长,但仍然较小。 可加工的n沟道半导体的例子特别少。 大多数 n 型半导体的共轭核具有非常高的熔点。 那些少数可溶液加工的物质需要大量的合成。 该提案提出了一个违反直觉的想法,即 PyDI 可以在晶体管和其他设备中充当分子和聚合物半导体。 PI 已经表明 PyDI 半导体的电子迁移率可达 0.1 cm2/Vs。 由 PyDI 衍生物制成的晶体管可在空气中工作,并且具有非常高的开/关比。 该提案旨在对 PyDI 上的 N 和 3,6-C 取代进行系统研究,开发溶液加工性能,并将这些结构扩展到可打印聚合物中。 要解决的基本问题包括通过取代调节电子能级、PyDI 和萘四甲二酰亚胺的相对优点、可加工固体中固态堆积的保存、共轭和非共轭取代基和聚合物键的比较、分子固体与聚合物的可靠性以及增强用于印刷的聚合物溶液的粘度。 各种衍生物的形态和晶体结构将被确定,相对于 PyDI 可能混合或共享界面的其他材料的轨道能级也将被确定。 非技术摘要:新的有机和聚合材料基于通常与绝缘体相关的结构,在这种情况下将为有机基电路、太阳能电池、电容器和热电技术提供更多机会。 它们将用于本科和高中实验室课程教学的模块。 正在专门开发一门专门利用有机电子器件的课程,并将转移到德鲁大学、马里兰大学巴尔的摩分校和安妮阿伦德尔高中等本科院校。 这些模块还将提交给高中教师研讨会,其中包括来自城市学区的不同参与者。将强调对研究生和本科生的指导,包括来自霍华德大学的联合学生和访问少数族裔学生。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Howard Katz其他文献

XQuery from the Experts: A Guide to the W3C XML Query Language
专家的 XQuery:W3C XML 查询语言指南
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Howard Katz;D. Chamberlin;M. Kay;P. Wadler;Denise Draper
  • 通讯作者:
    Denise Draper

Howard Katz的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Howard Katz', 18)}}的其他基金

CAS: Structure and Mechanism for Energy Capture from Anionic Seebeck Effects in Polymers
CAS:聚合物中阴离子塞贝克效应能量捕获的结构和机制
  • 批准号:
    2349649
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dual Series Gate Configuration, Materials Design, and Mechanistic Modeling for Drift-Stabilized, Highly Sensitive Organic Electrochemical Transistor Biosensors
用于漂移稳定、高灵敏度有机电化学晶体管生物传感器的双串联栅极配置、材料设计和机械建模
  • 批准号:
    2402407
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: Plastic Electronic Gas Sensors for Health Monitoring via Mobile Devices
PFI-TT:通过移动设备进行健康监测的塑料电子气体传感器
  • 批准号:
    2234261
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conjugated Polymers Doped via Covalent Dopant-Molecule Adducts
通过共价掺杂剂分子加合物掺杂的共轭聚合物
  • 批准号:
    2107360
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Receptor Polymers for Enhanced Antibody-Mediated Electronic Neurological Protein Detection
用于增强抗体介导的电子神经蛋白检测的受体聚合物
  • 批准号:
    1807292
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Stabilization and Circuit Strategies for Enhanced Vapor Sensing with Polymer Semiconductors
聚合物半导体增强蒸汽传感的稳定性和电路策略
  • 批准号:
    1807293
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mutual Synthesis of Conjugated Polymers and Dopants for Well-Ordered Self-Assemblies
共轭聚合物和掺杂剂的相互合成以实现有序自组装
  • 批准号:
    1708245
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Gate-Modulated Charge Density-Dependent Physics of Low-Dimensional Inorganic Semiconductors in Organic Multilayers
有机多层低维无机半导体的栅极调制电荷密度相关物理
  • 批准号:
    1308142
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Solution-Processed Ionically Polarized Oxide Dielectrics and Integrated Electronic Materials for Low-Voltage Transparent Transistors
用于低压透明晶体管的溶液处理离子极化氧化物电介质和集成电子材料
  • 批准号:
    1005398
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
P-N Interface Probing and Design for Organic/Hybrid Photovoltaics and Circuit Components
有机/混合光伏和电路元件的 P-N 界面探测和设计
  • 批准号:
    0823947
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

萘啶二酰亚胺的合成以及在有机场效应晶体管材料中的应用研究
  • 批准号:
    22371093
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
萘酰亚胺基近红外二区高效光热试剂应用于深层原位脑瘤诊疗研究
  • 批准号:
    22305135
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
萘二酰亚胺基有机超分子可见光催化全解水活性机理研究
  • 批准号:
    22302160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
萘二酰亚胺COF电极材料的LUMO能级与放电电压调控研究
  • 批准号:
    22269018
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于n型有机半导体苝二酰亚胺单元的新型碳基纳米酶理性设计与催化机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

RUI: Aromatic Diimide-Stabilized Acenes, Biradicals, and Radical Ions
RUI:芳香族二酰亚胺稳定的并苯、双自由基和自由基离子
  • 批准号:
    1954975
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Perylene Diimide Oligomers for Indoor Photovoltaics
用于室内光伏的新型苝二酰亚胺低聚物
  • 批准号:
    551565-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
New Perylene Diimide Oligomers for Indoor Photovoltaics
用于室内光伏的新型苝二酰亚胺低聚物
  • 批准号:
    551565-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
The development of peptide tethered cNDI cluster for specifically targeting telomeric tetraplex DNA
用于特异性靶向端粒四链体 DNA 的肽系 cNDI 簇的开发
  • 批准号:
    19K15700
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
New Perylene Diimide Oligomers for Organic Solar Cells
用于有机太阳能电池的新型苝二酰亚胺低聚物
  • 批准号:
    540577-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 29.98万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了