Estudio químico-físico de propiedades intra- e intermoleculares que afectan al transporte de carga en transistores orgánicos de efecto campo

Fecha de lectura de Tesis Doctoral 18 de enero 2019.En la presente Tesis Doctoral se lleva a cabo un estudio químico-físico de propiedades que afectan al transporte de carga en transistores orgánicos de efecto campo (OFETs). Para ello, se estudian seis familias de semiconductores orgánicos, basados fundamentalmente en sistemas dador-aceptor (D-A). Estas familias se han dividido en cuatro capítulos en función del efecto de la propiedad intra- o intermolecular a estudio en el transporte de carga. En el Capítulo I se estudia el efecto del solapamiento de orbitales moleculares de dos familias basadas en derivados de oligotiofenos-naftalimidas. En el Capítulo II se estudia cómo influye el perfil de conjugación de tres semiconductores basados en uniones de dicetopirrolopirrol y tiofeno, pasando de un perfil lineal a un perfil trigonal. En el Capítulo III se analiza el efecto del isomerismo en el transporte de carga con el estudio de dos polímeros isoméricos basados en amidas cíclicas y grupos etilendioxitiofeno. Para concluir, en el Capítulo IV se estudia el efecto de la elongación del esqueleto conjugado en una familia de oligotiofeno-perilenimida y en una familia de sistemas de tipo escalera basados en bitiofenoimidas. El uso combinado de técnicas espectroscópicas, electroquímicas y métodos químico-cuánticos nos permite establecer relaciones entre estructura y propiedad de estos sistemas, lo que nos ayuda a guiar racionalmente los esfuerzos sintéticos encaminados a la obtención de compuestos con propiedades mejoradas para su uso en OFETs

Asymmetrization Effects on Structures and Populations of the Ground State of Dipolar Donor-Acceptor-Substituted Molecular Organic NLO Materials

Asymmetric donor-acceptor-substituted π-conjugated systems with low dipole moments and structural components that favor parallel alignment of neighboring molecules are potential molecular organic materials with nonlinear optical properties for which near prefect dipole parallel alignment is possible. The asymmetrical 4-methoxysubstituted acetophenone azines with the substituents fluorine (1), chlorine (2), bromine (3), cyano (4), and nitro (5) in the 4\u27-position have been studied in this context, and for 2 and 3 the dipole parallel alignment has indeed been accomplished in crystals of the pure material. In the present study, the effects of asymmetrization on the structure and the electronic structures of the ground states of 1-5 have been explored at the RHF/6-31G* level. The properties of the optimized structures of the azines 1-5, a comparative analysis of asymmetrical and symmetrical azines, and natural population analyses, all show no significant evidence for conjugation over the azine bridge. The concept of azine spacers as conjugation stoppers is useful and the dipole moments of asymmetrical azines are relatively small. The analysis suggests that the charge transfer between the donor and acceptor contributes to the dipole moment much less than is generally assumed