通过控制纳米级聚合物聚合物的增强固态秩序和场效应孔流动性
Mark S Chen1, Olivia P Lee, Jeremy R Niskala
1Departments of Chemistry, ‡Chemical and Biomolecular Engineering, and #Physics, University of California , Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|December 4, 2013
概括
控制含二甲 (DPP) 聚合物的侧链结构会影响溶解度和膜形态. 在聚合物溶液中诱导纳米级聚合增强了π-π堆叠,并提高了有机场效应晶体管 (OFET) 的性能.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 在有机场效应晶体管 (OFET) 中有效的电荷传输依赖于有序的聚合物薄膜与内平面 π-π 堆叠.
- 在聚合物薄膜中控制π堆叠方向的一般策略是有限的.
研究的目的:
- 调查含二甲 (DPP) 聚合物的侧链工程如何影响溶解度,固态包装和OFET性能.
- 建立一种可推广的方法来增强有机电子材料中的π堆叠和电荷载体移动性.
主要方法:
- 合成具有线性六甲基 (C16) 和分支的二甲基 (BO) 侧链的DPP聚合物.
- 聚合物可溶性,薄膜形态 (AFM,GIXD) 和设备性能 (场效应移动性) 的表征.
- 研究溶液特性,包括纳米级聚合,及其与薄膜结构的相关性.
主要成果:
- 带有线性侧链的DPP聚合物具有较低的溶解度,更大的晶体域,以及增强的平面内π-π包装.
- 在聚合物溶液中早期开始的纳米级聚合和形成高度定向的平面内 π 叠叠膜之间发现了直接的相关性.
- 在不太可溶性聚合物中诱导聚合显著改善了纳米结构秩序,π-π方向和场效应孔的移动性 (高达2.25 cm2/V·s).
结论:
- 侧链工程是一种可行的策略,可以调整聚合物溶解度,并控制OFET中的π堆叠方向.
- 在溶液中控制的纳米级聚合是一种强大的方法,可以实现高度有序的固态结构,并增强有机半导体中的电荷传输.
- 这种聚合诱导的策略具有广泛的适用性,用于提高各种π结合有机电子材料的性能.
