苯并二噻吩（Benzodithiophene，简称BDT）是一种有机化合物，化学式为C₁₂H₈S₂，具有平面的稠环结构，由两个噻吩环共用两个碳原子连接而成，形成一个具有共轭体系的六元环和两个五元噻吩环的组合结构。BDT因其高度的平面性、良好的电子给体特性以及可修饰性，成为有机电子材料领域的重要基础单元。它最常见的应用是作为有机光伏（OPV）‍和有机场效应晶体管（OFET）‍的给体单元，但近年来，它在有机电化学晶体管（OECT）‍领域的潜力也逐渐受到关注。

BDT的骨架刚性较强，分子内部的共轭π电子体系非常发达，这使得它具有较低的HOMO（最高占据分子轨道）能级和优异的电荷传输能力。

分子呈现出高度平面的对称结构，这种几何构型有利于分子间的π-π堆积，从而形成高效的载流子传输通道。分子的2,6-位（相邻于噻吩硫原子的位置）和4,8-位（相邻于苯环的位置）通常引入烷基或烷氧基侧链。这些侧链不仅赋予材料良好的溶解性（便于加工成薄膜），还通过调控分子堆积方式来优化电荷迁移率。

苯并二噻吩的化学结构

关键化学性质

1、高热稳定性：BDT及其聚合物通常具有较高的热分解温度（Decomposition Temperature），如聚(2,6-二辛基噻吩)衍生物的Tg可达164℃。

2、光电活性：BDT体系通常表现出宽广的光吸收范围（吸收峰在400-600 nm左右）和较低的光学带隙（约1.5-2.0 eV），这使得其在光电器件中能够高效吸收光子并产生激子。

3、能级结构可调：通过引入不同的电子给体（D）或受体（A）基团，BDT基聚合物的HOMO/LUMO能级可以被精确调控。例如，氧化聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT）是一种典型的p型导电聚合物，其基底结构与BDT 类似，具有高导电性和稳定的电子能级。

在有机电化学晶体管（OECT）中的应用

OECT的工作原理是基于离子在高分子通道中的渗透和去掺杂（de-doping）过程。BDT基聚合物通常表现出优异的电子空穴迁移率（Hole Mobility）‍，使其成为理想的p型通道材料。

1、作为半导体活性层材料：BDT及其衍生物可作为OECT的半导体层，利用其共轭结构实现电荷传输。通过调节BDT的侧链或与其他单元共聚，可优化材料的溶解性、结晶性及能级，以满足OECT对载流子迁移率和器件稳定性的要求。

2、调控界面电荷传输：BDT基材料与电极之间的界面特性对OECT性能至关重要。BDT的电子给体特性有助于与电极形成良好的能级匹配，促进电荷注入和传输，提高器件的开关比和响应速度。

3、增强环境稳定性：BDT的化学稳定性使其在OECT中能承受一定的环境条件变化，如湿度、pH值等，有助于提高器件在实际应用中的可靠性。

DOI: 10.1002/adfm.201706325