Asymmetric B←N Functionalized Benzothiadiazoles for High‐Performance n‐Type Semiconducting Polymers

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作者
K.L. Jiao,Wei Song,Di Liu,Zhen Jiang,Dongshen Yan,Zhiwei Zhao,Ziyi Ge,Yunqi Liu,Yang Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (29): e202507528-e202507528 被引量:5
标识
DOI:10.1002/anie.202507528
摘要

B←N containing polymers have emerged in organic electronics due to their fascinating optical and electronic properties. Despite these advantages, the development of B←N-based n-type polymers for high-performance organic transistors remains a significant challenge, primarily due to the scarcity of effective B←N containing acceptor units. In this work, we address this challenge through the rational design and synthesis of two asymmetric half-fused B←N functionalized benzothiadiazole derivatives, BTBN and FBTBN. These compounds leverage the unique electronic properties of the B←N motif, enabling the development of two new n-type polymers, PBTBN and PFBTBN. Notably, the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) levels of PBTBN and PFBTBN are significantly lowered by 0.2-0.3 eV compared to their counterparts without B←N functionalization, with PFBTBN achieving a LUMO of ∼ -4.0 eV. Importantly, PFBTBN exhibits exceptional unipolar n-type transistor performance with a high electron mobility (µe) of 3.85 cm2 V-1 s-1. The asymmetric half-fused B←N molecular backbone not only stabilizes the electronic structure but also induces a near-amorphous morphology, thereby enabling PFBTBN-based flexible transistors to retain a high µe of 3.16 cm2 V-1 s-1 even after 1000 bending cycles. This work demonstrates the transformative potential of incorporating asymmetric B←N functionalized acceptors for high-performance n-type semiconducting polymers.
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