基于二苄基乙酮的混合配体铁配合物的合成、表征及其半导体特性

《Journal of the Indian Chemical Society》：Synthesis, Characterization, and Semiconductor Behaviour of dibenzalacetone-based Mixed Ligand Iron complexes

　　

• •
  成功合成了基于二苄叉丙酮的混合配体Fe(III)配合物。
• •
  通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、电子顺磁共振（EPR）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）确认了结构和热学性能。
• •
  通过紫外-可见光谱的Tauc图确定了光学带隙。
• •
  这些配合物表现出半导体和宽带隙半导体行为。
• •
  电导率研究验证了光学带隙和电荷传输性质。

引言

现代电子产业建立在各种半导体和宽带隙半导体（WBG）基础之上。该技术完全依赖于人工智能。涉及不同应用领域的电子设备，从能源传输过程的高级机械装置，均配备了多种多样的半导体和宽带隙半导体材料。许多科学家团队致力于设计所需应用的半导体原始分子材料。宽带隙半导体优于传统半导体，因为它们在开关损耗、高工作温度范围和高电压应用方面具有优势。其中许多还具有高光学透明性，凭借这些特殊特性，宽带隙半导体被用于电力电子[1]、光伏电池[2]、LED[3]、紫外探测器[4]、高电压和高温[5]电子设备[6]、显示[7]、微波功率放大器[8]以及作为二维材料的非线性光学[9]。带隙范围>2eV的化合物被认为属于宽带隙半导体。各种氧化物（如ZnO、ITO、TiO₂、SnO₂、Ga₂O）、氮化物（如BN、GaN和AlN）、碳化物（SiC）和硒化物（如GaSe）已被报道并用于多种应用。石墨和钻石也有报道并用于多种应用领域。宽带隙半导体优于传统半导体，因为在高温和高电压操作方面它们具有实用性，使其在电力传输电子领域得到应用。高光学透明性使其非常适合制造显示器和窗口类设备。宽带隙半导体的使用面临诸多挑战，限制了其材料的应用。其中之一就是制造挑战。大多数宽带隙半导体的制备需要昂贵且困难的工艺。鉴于此，为了开发低成本且易于制造的宽带隙半导体材料，本研究的目的是合成具有高热稳定性且带隙>2eV的金属配合物材料。本研究报道了具有潜在半导体行为的分子材料的合成与表征。使用丙酮和苯甲醛之间的碱催化缩合反应合成配体二苄叉丙酮[10]，它是一种α,β-不饱和羰基化合物。二苄叉丙酮不含手性中心。二苄叉丙酮（DBA）同时含有芳香酮和烯酮官能团，使其成为多种化合物合成中的重要中间体。二苯胺[11]、二乙胺[12]和联吡啶[13]是有机碱。这些配体被用作第二配体，硫氰酸钾[14]也被用作其中一个配合物的第二配体。

各章节摘要

材料与方法

所有化学品均为分析纯（AR）级别，购自商业供应商。溶剂在使用前根据需要进行了纯化。熔点采用开管毛细管法测定。元素分析使用PerkinElmer Series II CHNS分析仪进行。FTIR光谱在Nicolet iS50 FTIR光谱仪上记录，固态紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）光谱使用Agilent Cary系列紫外-可见-近红外分光光度计测量。电子顺磁共振（ESR）光谱

结论

与游离配体相比，配合物在红外区域的吸收峰出现轻微位移。这是由于金属与配体形成配合物所致。质谱分析的结果也支持配合物所提出的分子式。配合物的光谱表明，二苄叉丙酮通过氧进行配位，二苯胺和二乙胺配体通过氮进行配位，而在硫氰酸根配合物中，配位发生在

CRediT作者贡献声明

Pravendra Kumar：撰写——审稿与编辑、数据整理。Sushmita Gupta：验证、监督。Prashant Kumar Pal：撰写——审稿与编辑。Brijesh Kumar：撰写——初稿、方法论、数据整理、概念构思

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢：

作者之一Brijesh感谢CSIR-UGC（Brijesh/221610054663）和印度教育部提供资金支持。

Brijesh|Pravendra Kumar|Sushmita Gupta|Prashant Kumar Pal