ИСТИНА

Цель диссертационной работы заключалась в разработке гибкой синтетической методологии получения широкого круга кремнийорганических макромолекул различного химического строения и топологии на основе тиофена, обладающих ценным комплексом фото- и электрофизических свойств, изучении взаимосвязи «строение - свойства» для полученных соединений и оценке потенциала их применения в органической электронике и фотонике. Актуальность работы связана с тем, что макромолекулы различного химического строения и топологии на основе тиофена обладают уникальными оптическими и электрическими свойствами, открывающим широкие возможности их использования в качестве функциональных материалов для создания нового поколения оптоэлектронных устройств. Научная новизна работы заключается в разработке оригинальной методологии синтеза нескольких новых классов органических и кремнийорганических сопряженных соединений различного химического строения и топологии, в том числе: 1) ряда высокочистых линейных α,α’-диалкилолиготиофенов и α,α’-диалкилолиготиофенфениленов, показавших рекордные значения подвижности носителей зарядов в органических тонкопленочных транзисторах, полученных методом вакуумной сублимации; 2) серии разветвленных и дендритных олиготиофенфениленов на основе 1,3,5-замещенного бензола, изучение оптических свойств которых впервые показало, что сопряжение распространяется только вдоль 2,5-тиенильных и 1,4-фениленовых фрагментов, но прерывается в случае присоединения сопряженных ароматических фрагментов в мета-положения бензольного кольца; 3) серии α, α’-диалкилолиготиофенсодержащих полиаллил-карбосиланов линейного, разветвленного и дендритного строения, позволившая выявить влияние разветвленной и дендритной топологии на упорядоченность получаемых их них тонких пленок и получить стабильные ОТПТ с хорошими характеристиками из растворов методом вращающейся подложки; 4) ряда олиготиофенсодержащих дендримеров и димеров с разветвленными 2-этилгексильными концевыми группами, обладающими повышенной растворимостью и способностью упорядочиваться параллельно поверхности подложки, что позволило их успешно применить в качестве донорных материалов в органических фотовольтаических ячейках; 5) ряда несимметричных олиготиофенов с диметилхлорсилильными функциональными группами, способных к самоупорядочению на гидроксилсодержащих поверхностях с образованием двумерного кристаллического монослоя, благодаря чему полученные на его основе самособирающиеся монослойные полевые транзисторы впервые показали отличные полупроводниковые характеристики при 100% воспроизводимости, что позволило создать интегральные микросхемы и сверхчувствительные сенсоры на их основе; 6) серии битиофенсилановых монодендронов и дендримеров различных генераций, а также модельных линейных и разветвленных битиофенсиланов, впервые продемонстрировавшие влияние кремния и дендритной архитектуры на увеличение квантового выхода люминесценции битиофена; 7) ряда амфифильных битиофенсилановых монодендронов различных генераций с карбоксильной группой в фокальной точке, способных к образованию супрамолекулярных водородно-связанных систем и монослоев на поверхности раздела фаз вода-воздух; 8) серии четырехзамещенных олиготиофенсиланов с хорошей растворимостью, обусловленной их трехмерной звездообразной структурой, использование которых в качестве донорных материалов в органических фотовольтаических ячейках показало их высокую эффективность; 9) ряда олигоарилсилановых дендримеров с различными люминофорами в структуре одной макромолекулы, являющимися первыми кремнийорганическими «молекулярными антеннами», на основании которых разработан новый принцип повышения эффективности полимерных сцинтилляторов. Практическая значимость работы заключаетс в разработке гибких синтетических подходов к получению широкого круга органических и кремнийорганических материалов, обладающими ценными полупроводниковыми, и фото- и электрооптическими свойствами. В работе продемонстрирована возможность применения ряда полученных материалов в различных устройствах органической электроники и фотоники: тонкопленочных и монослойных полевых транзисторах, интегральных микросхемах и сверхчувствительных сенсоров на их основе; фотовольтаических ячейках (солнечных батареях); светоизлучающих диодах; пластических сцинтилляторах с наноструктурированными люминофорами (наносцинтилляторов). Разработанные в работе методы, защищенные российскими и зарубежными патентами, позволяют создавать материалы с заданными электронными и оптическими свойствами. Личный вклад соискателя в постановке задач научного поиска, разработке методов синтеза и исследования новых соединений, анализе и обобщении экспериментальных данных, полученных как непосредственно автором, так и в соавторстве при выполнении под его руководством работ в рамках проектов РФФИ, Миннауки, Программы Президиума РАН.