線形結合ポリマーの背骨は,ナノグルーブ支援の有機フィールド効果トランジスタの調整を改善する

科学分野:

• オーガニックの電子機器
• 材料科学
• ポリマー化学

背景:

• オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) は,柔軟な電子機器にとって極めて重要です.
• ポリマーバックボーン構造を制御することは,OFETの性能を最適化するための鍵です.
• ポリマーの性質を調整する方法を提示します

研究 の 目的:

• 新しいサイクロペンタディチオフェン-ディフローロフェニレン共ポリマーを設計し合成する.
• コポリマー骨格構造と自己組み立てに対するフッ素配列の影響を調査する.
• これらのコポリマーの性能をOFETで評価し,特にナノゲローブされた基板で評価する.

主な方法:

• 3つの異なるフッ素共ポリマー (PhF2,3,PhF2,5,PhF2,6) の合成
• 単一結晶構造分析と密度関数理論 (DFT) の計算により,骨格構造を決定する.
• ナノグルーブ (NG) 基板を使用したOFETデバイスの製造と特徴付け.
• ポリマーの配列を評価するための広角X線散射 (GIWAXS).

主要な成果:

• コポリマー骨格の線形性は,フッ素置換パターンに基づいて変化し,PhF2,5とPhF2,6はPhF2,3よりも線形であった.
• より多くの線形脊椎 (PhF2,5,PhF2,6) は,NG基板の自己組み立てとアラインメントの改善を示した.
• PhF2,6は,5.1cm2 V−1s−1の最も高い平均フィールド効果ホールモビリティを達成しました.
• GIWAXSは,PhF2,5とPhF2,6のフィルムでより高いアニソトロピクアラインメントを確認し,モビリティと相関しています.

結論:

• 非結合性フッ素と水素の相互作用は,コポリマーの二次構造と線形性を著しく影響する.
• 線形ポリマーの背骨は,ナノゲーベッドの基板の調整を促進し,電荷キャリアの移動性を高めます.
• 有機半導体にフッ素を戦略的に配置することは,高性能OFETの実行可能なアプローチです.