高度に乱れたポリマーフィールドエフェクトトランジスタ:N-アルキルディチエノ[3,2-b:2',3'-d]ピロールベースの共ポリマーで,驚くほど高い電荷キャリア移動性を有しています
Junying Liu1, Rui Zhang, Geneviève Sauvé
1Department of Chemistry, Carnegie Mellon University, 4400 Fifth Avenue, Pittsburgh, Pennsylvania 15213, USA.
Journal of the American Chemical Society
|September 5, 2008
まとめ
ディチエノ[3,2-b:2]から合成された新しい結合コポリマー.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- オーガニック・エレクトロニクス
- ポリマー化学のポリマー化学について
背景:
- 結合ポリマーは有機電子機器にとって不可欠ですが,高伝導性と流動性を達成するには,しばしば秩序のある構造が必要です.
- ディチエノ[3,2-b:2',3'-d]ピロール (DTP) とチオフェン (TH) は,電動および光活性ポリマーの重要な構成要素です.
- ポリマーの構造,形態,および電子特性の関係を理解することは,デバイスの最適化に不可欠です.
研究 の 目的:
- 調節性特性を有する新種の電気活性および光活性結合コポリマー (DTP-co-THs) を合成し,特徴づけること.
- DTP-co-THsの光学および電子特性に対するチオフェン置換剤パターンの影響を調査する.
- 高性能オーガニックフィールド効果トランジスタ (OFET) のための無形結合材料の可能性を調査する.
主な方法:
- 静止結合反応によるDTP-co-THsの合成.
- 光学および電気化学的特徴 (バンドギャップ,HOMOレベル).
- 密度関数理論 (DFT) 代替効果分析のための計算.
- 薄膜形態学の研究のためのX線 difraktion (XRD) と原子力顕微鏡 (AFM).
- フィールドエフェクトトランジスタ (FET) デバイスの製造と試験.
主要な成果:
- 合成されたDTP-co-THは,ドーピング時に低帯域ギャップ (1.742.00 eV) と高伝導性 (最大230 S/cm) を示す.
- HOMOのエネルギーレベルは -4.68から -4.96 eVの範囲で,pチャンネルトランジスタに適していることを示しています.
- P4とP6の鋳型薄膜は,凝固した薄膜よりも高い電荷キャリアの移動性 (最大0.21cm2/Vs) を示し,高度にオーダーされた構造の必要性に異議を唱えました.
結論:
- DTP-co-THは,好ましい電子特性と処理性により,有機電子機器のための有望な材料です.
- 長距離のpi接続性を持つ無形結合材料は,OFETで高電荷キャリアの移動性を達成することができます.
- オーガニック半導体デバイスの優れた性能には,高度にオーダーされたマイクロクリスタリン構造が不可欠ではありません.
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