Кіріспе
5 біріктірілген бензол сақинасынан тұратын көмірсутек қосылысы (C22H14). Пентацен (|C22H14) – бес сызықтық біріктірілген бензол (|C6H6) сақинасынан тұратын полициклді ароматты көмірсутек. Бұл жоғары конъюгацияланған қосылыс органикалық жартылай өткізгіш болып табылады. Қосылыс ультракүлгін (УК) немесе көрінетін жарық сіңірілген кезде экситондар тудырады, бұл оны тотығуға өте сезімтал етеді. Осы себепті, қызғылт түсті ұнтақ түріндегі бұл қосылыс ауа мен жарыққа ұшырағанда баяу ыдырайды. Құрылымдық тұрғыдан алғанда, пентацен – сызықтық ацендердің бірі, алдыңғысы тетрацен (төрт біріктірілген бензол сақинасы), ал келесісі гексацен (алты біріктірілген бензол сақинасы). 2009 жылдың тамызында IBM зерттеушілерінің тобы атомдық күш микроскопын пайдалана отырып, пентаценнің бір молекуласын бейнелеудің тәжірибелік нәтижелерін жариялады. 2011 жылдың шілдесінде олар сканерлік туннельдік микроскопияның модификациясын жоғары толтырылған және төменгі бос молекулалық орбитальдардың пішіндерін тәжірибе жүзінде анықтау үшін қолданды. 2012 жылы пентаценмен допингтелген п-терфенил бөлме температурасындағы мазер үшін күшейткіш орта ретінде тиімді екені көрсетілді.
Pentacene (|C22H14) is a polycyclic aromatic hydrocarbon consisting of five linearly fused benzene (|C6H6) rings. This highly conjugated compound is an organic semiconductor. The compound generates excitons upon absorption of ultra violet (UV) or visible light; this makes it very sensitive to oxidation. For this reason, this compound, which is a purple powder, slowly degrades upon exposure to air and light. Structurally, pentacene is one of the linear acenes, the previous one being tetracene (four fused benzene rings) and the next one being hexacene (six fused benzene rings). In August 2009, a group of researchers from IBM published experimental results of imaging a single molecule of pentacene using an atomic force microscope. In July 2011, they used a modification of scanning tunneling microscopy to experimentally determine the shapes of the highest occupied and lowest unoccupied molecular orbitals. In 2012, pentacene doped p terphenyl was shown to be effective as the amplifier medium for a room temperature maser.
Пентаценнің олигомерлері мен полимерлері
Пентаценге негізделген олигомерлер мен полимерлер синтез және құрылғыларда қолдану тұрғысынан зерттелді. Флуорен және пентацен қамтитын конъюгацияланған сополимерлерді (1a–b) пайдалана отырып, полимерлік жарықдиодтар (PLED) құрастырылды. Дибромпентацен мономерының Соногашира және Сузуки байланыс реакциялары негізінде бірнеше басқа конъюгацияланған пентацен полимерлері (2a–b және 3) жүзеге асырылды. Пентацен диол мономерының бисқышқыл хлоридтерімен этерификациялау арқылы пентаценге негізделген конъюгацияланбаған полимерлер (4a–b) синтезделді. Конъюгацияланған пентацен олигомерлерін (5a–c) құру үшін әртүрлі синтетикалық стратегиялар қолданылды, соның ішінде бір ыдыста төрт байланыс қалыптастыру процедурасы, нәтижесінде >10 фотоөткізгіштік күшейтуге ие, ерітіндімен өңдеуге болатын конъюгацияланған пентацен димері (5c) алынды. Оның өнімділігі ұқсас өлшемдерді қолдана отырып, >16 фотоөткізгіштік күшейтуге ие термиялық булану арқылы алынған функционалданбаған пентацен пленкаларымен бірдей деңгейде болды. Беруге қабілетті дегидропентацен аралықтарының гомо және кросс-байланыс реакцияларына негізделген конъюгацияланған пентацен ди-, три- және тетрамерлеріне (6–8) арналған модульді синтетикалық әдіс туралы хабарланды. Пентаценге негізделген конъюгацияланбаған олигомерлер (9–10) синтезделді.
Материалдар зерттеулері
Пентацендер потенциалды дихроидты бояулар ретінде зерттелді. Төменде көрсетілген пентаценохинон флуоресцентті және сұйық кристалл E7 қоспасымен араластырылған кезде 8 дихроидтық қатынасқа жетеді. Ұзын ацендер нематикалық сұйық кристалл фазасында жақсы бағытталады. Бакминстерфуллеринмен біріктірілген пентацен органикалық фотоэлектрлік прототиптерді әзірлеуде қолданылады. Органикалық фотоэлектрлік жасушалар дәстүрлі органикалық емес жасушаларға қарағанда арзан және икемді, бұл күн жасушаларына жаңа нарықтардың есіктерін ашуға мүмкіндік береді. Пентацен органикалық жұқа пленкалық транзисторлар және OFET-тер бойынша зерттеулер үшін танымал таңдау болып табылады, ол OFET-тердегі 5,5 см²/ (В·с) дейін тесіктердің жылдамдығына байланысты жоғары қолдану потенциалы бар, аморфты кремнийден асып түсетін, ең көп зерттелген конъюгацияланған органикалық молекулалардың бірі. Пентацен, басқа да органикалық өткізгіштер сияқты, ауада жылдам тотығуға ұшырайды, бұл оның коммерциялық қолданылуына кедерілді. Егер пентацен алдын ала тотықтырылса, пентацен хиноны потенциалды қақпа оқшаулағышы болып табылады, онда жылдамдығы рубренге жақындап, 40 см²/ (В·с) құрайды. Бұл пентаценді тотықтыру әдісі кремний электроникасында қолданылатын кремнийді тотықтыруға ұқсас.