Ingeniería Flexibilidad intrínseca en películas de semiconductores moleculares policristalinas por plastificación del...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos
• Ciencia de los Polímeros

Sus antecedentes:

• El desarrollo de semiconductores orgánicos flexibles es crucial para los dispositivos electrónicos de próxima generación.
• Las diimidas de perileno (PDIF) son semiconductores orgánicos de tipo n prometedores, pero a menudo carecen de flexibilidad mecánica.
• El logro de películas flexibles sin comprometer las propiedades de transporte de carga sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar películas mecánicamente flexibles de un semiconductor molecular de perilenodiimida con núcleo cianado (PDIF-CN2).
• Investigar una nueva estrategia de plastificación del límite del grano utilizando un aglutinante polimérico especialmente diseñado.
• Evaluar la estabilidad mecánica y las propiedades de transporte de carga de las películas de mezcla resultantes.

Principales métodos:

• Sintetizó un nuevo aglutinante polimérico (PB) con una espina dorsal π-conjugada de naftalenodiimida funcionalizada con unidades PDI.
• Desarrolló una estrategia de plastificación del límite del grano mediante la mezcla de PDIF-CN2 con el nuevo PB.
• Caracterizó la morfología y la flexibilidad mecánica de las películas de mezcla, incluidas las pruebas de flexión.
• Fabricó transistores de película delgada (TFT) utilizando las películas de mezcla PB/PDIF-CN2 y midió sus movilidades de electrones.

Principales resultados:

• Se obtienen películas mecánicamente flexibles de PDIF-CN2 mediante plastificación del límite del grano.
• Las películas de mezcla exhibían una morfología homogénea, similar a las películas puras de PDIF-CN2, y mantenían esta estructura al doblarse a radios tan pequeños como 2 mm.
• Los transistores de película delgada fabricados con mezclas PB / PDIF-CN2 demostraron movilidades de electrones sustanciales incluso después de la flexión repetida.
• El nuevo PB conectó efectivamente a los cristalitos PDIF-CN2 en los límites de los granos, evitando la separación de fases.

Conclusiones:

• La estrategia de plastificación del límite del grano produjo con éxito películas flexibles PDIF-CN2 con excelentes propiedades mecánicas y de transporte de carga.
• Este enfoque ofrece una nueva vía para crear películas de electrones π texturizadas y flexibles.
• El aglutinante polimérico desarrollado es eficaz para mejorar la robustez mecánica de las películas de semiconductores moleculares.