二维共轭聚合物(2DCPs)是一类新型的半导体材料体系，其独特的拓展二维共轭结构，预示其优异的光电特性，在有机电子学领域具有重要应用前景。然而，目前报道的大多数2DCPs材料的光电性能仍然相对较差，同时具有强荧光特性的二维共轭聚合物半导体方面的研究报道很少。造成该类材料荧光猝灭的原因是2DCPs体系中紧密的层间π-π堆叠使其能量耗散严重，导致其往往不发光或者荧光特性差。

在国家自然科学基金委、科技部和北京分子科学国家研究中心的支持下，化学研究所有机固体院重点实验室董焕丽研究员课题组围绕发展光电性能优异的2DCPs半导体材料方面开展了相关研究（Sci. China-Chem. 2019, 62,1271；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59,9403；J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 1612；J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 2681.）。

在前期研究基础上，近日，针对目前报道二维共轭聚合物材料光电集成性能差的问题，董焕丽研究员团队提出了利用侧链工程调控制备强荧光2DCPs半导体材料的新策略。以三聚茚分子作为优异的荧光基元，引入不同长度的烷基侧链作为层间距调控基团，通过动态界面Glaser-Hay偶联反应制备得到荧光性能优异的2DCPs薄膜，荧光量子产率高达14.6%。荧光2DCPs薄膜材料具有面内各向同性的超长准二维激子扩散长度，最大值接近110 nm，表明2DCPs薄膜中有效拓展的二维π共轭结构特征，显示了其潜在的良好载流子输运性能。本工作为强荧光半导体2DCPs薄膜的合成提供了一种有效途径，为该类材料在光电器件等领域的研究和应用提供了工具和手段。相关研究成果近期发表在CCS Chemistry上（CCS Chem. 2023,5, 2366），论文第一作者为博士生王永帅，通讯作者为高灿助理研究员和董焕丽研究员。

Truxene-based 2DCPs薄膜的激子输运性质表征

有机固体院重点实验室

2024年3月6日