酞菁的分子结构

X射线结构分析表明，酞菁是由四个异吲哚单元组成的平面大环共轭体系。与卟啉一样，酞菁因为其特有的18电子共轭大环体系符合休特尔规则而具有芳香性。下图中显示了酞菁和卟啉的分子结构。

概括的来说，卟啉、酞菁分子都具有以下几个特点：(1) 具有特殊的二维共轭π-电子结构。(2) 对光、热具有较高的稳定性。 (3) 分子结构具有多样性，易裁剪性。分子可以衍生出多种多样的取代配体，可以依据合成目标对配体进行设计、裁剪和组装。 (4) 配位能力很强，它几乎可以和元素周期表中所有的金属元素发生配位，形成配合物。由于具有以上特点使得卟啉、酞菁化合物的种类繁多，各具特色，用途广泛。

19世纪40年代，Bristol 大学的Daniel Eley通过对酞菁铜的实验初步证明有机固体可以作为电子半导体[7]。最近，Northwest大学的Marks 和Brian Hoffman 证实，由酞菁和碘组成的晶状电荷转移化合物具有类似金属的导电性[8]。由于酞菁在形成电荷转移化合物时其电导率明显提高，所以该化合物可以作为电传感器来检测有毒或氧化性气体 [9]。AT Vartanyan 1948年报导，酞菁在光照下同样可以提高其电导率，显示了酞菁作为光导材料的巨大潜力[10]。当今，酞菁的光导性质已经应用到复印机和激光打印机中[11]，具有高光导率的酞菁同样可以具有制成伏达电池的应用前景 [12，13]，另外，酞菁作为光盘的有效层要比氰类染料更稳定[14]。

目前已知，酞菁中心的空穴可以与七十多种金属相配位[1]。对于过渡金属，一般形成单层酞菁配合物，而稀土金属酞菁却以夹心配合物的形式存在[15]；。中心金属的选择大大影响着该类配合物的物理化学性质。

在各种金属配合物中，酞菁通常表现为负二价态(Pc2-)，然而在特定的条件下，酞菁也可以被氧化和还原为不同的价态。例如，有些金属离子与酞菁的结合力很强，(如Cu2+, Co2+, Fe2+)以致于只有通过破坏酞菁环才能将其分离出来。大部分金属离子并不引起酞菁大环的显著畸变，但是也有个别金属离子由于半径太大而不能完全进入到酞菁的空穴中，从而位于大环平面的上面，使酞菁发生较明显的畸变。对于呈+1价态的金属离子来说，酞菁中心的氮原子一般同时可与两个金属离子同时配位。由于酞菁中心空穴不能同时容下两个阳离子，所以该金属离子只能伸出到酞菁平面之外，从而打破了制约非金属酞菁溶解度的环间聚集作用。因此，碱金属酞菁，如Li2Pc或Na2Pc在极性溶剂中的溶解度相对于其他非取代酞菁来说要好得多；当中心金属离子的氧化态大于+2价时，通常会有轴向配体存在，该轴向配体同样可以打破环间聚集作用，提高酞菁配合物的溶解度[1]。

1.第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料。作为第一代半导体材料的锗和硅，在国际信息产业技术中的各类分立器件和应用极为普遍的集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用，硅芯片在人类社会的每一个角落无不闪烁着它的光辉。

2.第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

3.第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。在应用方面，根据第三代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域，每个领域产业成熟度各不相同。在前沿研究领域，宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。

扩展资料

Si和化合物半导体是两种互补的材料，化合物的某些性能优点弥补了Si晶体的缺点，而Si晶体的生产工艺又明显的有不可取代的优势，且两者在应用领域都有一定的局限性，因此在半导体的应用上常常采用兼容手段将这二者兼容，取各自的优点，从而生产出符合更高要求的产品，如高可靠、高速度的国防军事产品。因此第一、二代是一种长期共同的状态。

但是第三代宽禁带半导体材料，可以被广泛应用在各个领域，消费电子、照明、新能源汽车、导d、卫星等，且具备众多的优良性能可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈，故被市场看好的同时，随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。

参考资料百度百科——半导体材料