高流動性の結合ポリマーのフィルムにおける明確な表面分子指向の観測

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ポリマーサイエンスの科学
• オーガニック・エレクトロニクス

背景:

• 高流動性の半導体ポリマーは,有機電子機器の鍵となります.
• 分子指向を理解することは,デバイスのパフォーマンスを最適化するために不可欠です.
• 従来の方法では,充電輸送に関連する表面微細構造を完全に捉えることはできません.

研究 の 目的:

• ポリ(N,N-bis-2-octyldodecylnaphthalene-1,4,5,8-bis-dicarboximide-2,6-diyl-alt-5,5-2,2-bithiophene) (P(NDI2OD-T2)) フィルムの分子指向と微細構造を調査するために.
• 新しく開発されたNEXAFSアプローチを用いて,質量と表面の分子指向を比較する.
• オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) の電荷輸送特性とマイクロ構造を相関させる.

主な方法:

• 牧草発生幅広角X線散射 (GIWAXS) について.
• 近接線のX線吸収微細構造 (NEXAFS) スペクトロスコーピーは,角度解像度で伝送されます.
• NEXAFSを使用したボリュームと表面の分子指向の同時測定.

主要な成果:

• フィルムの表面と質量の間の分子指向の明確な違いが観察されました.
• 大部分は,GIWAXSのラメラ方向と一致する"向き"の方向性を示した.
• 表面は"エッジオン"の方向性を示し,トップゲートOFETの高機内移動性を説明しました.

結論:

• "エッジオン"の表面向きは,P(NDI2OD-T2) FETにおける高インプレーン・チャージ・モビリティに不可欠です.
• "面対面"の大量方向化は,高度な機外移動性を説明する.
• GIWAXSは,蓄積層の微構造を検出する表面感度が欠如しており,FET電荷輸送と微構造を相関させるための使用を制限しています.