溶剤調節された集積と,固い棒のインダセノドチオフェン-ベンゾチアディアゾール共ポリマーにおけるその限られた機能的影響

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ポリマー化学のポリマー化学について
• オーガニック・エレクトロニクス

背景:

• ドナー-受容体共ポリマーは,有機電子工学にとって極めて重要です.
• ポリマーの集積と固体形態の制御は,デバイスの性能の鍵です.
• 溶媒がポリマー加工に及ぼす影響は複雑で,詳細な調査が必要である.

研究 の 目的:

• 溶媒の質が,固体インダセノディチオフェンベースの固体ドナー-受容体共ポリマー (PIDTC16-BT) の溶液状態集積と固体形態にどのように影響するか調査する.
• 溶液処理条件を結果の薄膜構造と有機フィールド効果トランジスタ (OFET) の性能と相関させるため.
• 溶媒によって引き起こされる形態学的変化を緩和するポリマー骨幹の硬さと運動トラップの役割を理解する.

主な方法:

• 溶液状態の集積を研究するために,UV-VIS光譜と温度依存小角X線散射 (SAXS) を用いた.
• 牧草発生小角X線散射 (GISAXS) で,固体包装と形態論を分析する.
• オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) の測定で,電荷キャリアの移動性を評価する.
• ハンセン溶解性パラメータは,セグメント固有の溶解性を分析し,集積行動を予測します.

主要な成果:

• 異なった溶媒 (アニゾール,トルーエン,THF) は,PIDTC16-BT溶液に異なった濃度の集積と順序を誘導した.
• アニゾールは,ラメラー順序で急速な集積を促進し,トロウエネとTHFは,より分散したクラスタリングをもたらしました.
• アニゾールから鋳造された固体フィルムは,他の溶媒と比較して,ラメラの一貫性と脊椎の整合性が向上した.
• 構造的な違いにもかかわらず,OFET測定は,すべての溶媒処理フィルムで比較可能な穴の移動性を明らかにしました.
• ハンセンパラメータは,溶媒-ポリマー相互作用と集積経路を理解するための枠組みを提供しました.

結論:

• PIDTC16-BTの硬直なバックボーンとフィルム形成中の動的トラッピングは,溶媒駆動アグリゲーションがデバイス性能に与える影響を大幅に抑制します.
• ポリマーは形態学的な強度を示し,厳格なD-Aシステムにおける処理-構造-特性関係が複雑であることを示しています.
• マルチスケールの特徴化は,加工パラメータをコンジュガートポリマーデバイスの性能結果と正確にリンクするために不可欠です.