面向有机薄膜晶体管，相对比p-型，n-型有机小分子的种类/数量少、迁移率低、稳定性差。n-型有机小分子常采用酰胺基团、醌式结构、氮杂原子等缺电子结构，通过构筑共轭芳香稠环进行分子设计，一方面降低分子LUMO能级提高电子注入效率和稳定性，另一方面提高分子间π相互作用增强分子间电子耦合，获得高性能n-型有机半导体材料。
我们基于硼氮配位键的基本原理，提出采用硼氮配位键设计n-型有机小分子的策略，开发出硼氮配位键n-型稠环分子，发展出一类新型有机电子传输材料。突破采用酰胺基团、醌式结构、氮杂原子等缺电子结构设计n-型有机小分子的思路，我们将硼氮配位键引入到并苯结构，开发出含硼氮配位键n-型稠环分子。这类分子具有低LUMO/HOMO能级，表现出n-型半导体性质。采用溶液加工工艺组装了有机薄膜晶体管，器件表现出空气稳定的纯电子传输性质，取得了0.21 cm2 V−1 s−1的电子迁移率。另一方面，不同于其他缺电子结构，B←N键具有一些特性，一是调控分子电子结构实现LUMO轨道互变，导致LUMO轨道分布在并苯结构上，利于电子在分子间传输，二是降低共轭稠环的芳香性，利于电子在分子骨架内离域。这些含硼氮配位键n-型稠环分子不仅代表了全新的化学结构，而且为发展n-型有机半导体材料提供了新思路。该工作受到审稿人的一致高度评价，被杂志推荐到Wiley旗下的ChemistryViews网站和WeileyChinaBlog予以专题介绍。
Y. Min, C. D. Dou*, H. K. Tian, Y. H. Geng, J. Liu*, L. X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2000