可伸缩的半导体聚合物与具有结能力的结合断路器:在有机薄膜晶体管中合成和应用
Aesun Kim1, Yooseong Ahn2, Wenhao Li2
1Department of Chemistry, Research Institute for Natural Sciences, Korea University, Seoul 02841, South Korea.
ACS applied materials & interfaces
|December 8, 2023
概括
研究人员开发了基于Diketopyrrolopyrrole (DPP) 的柔性共聚合物,用于有机薄膜晶体管 (OTFT). 这些新材料即使在拉伸时也保持了高性能,使得先进的可拉伸电子产品成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 基于Diketopyrrolopyrrole (DPP) 的合共聚合物对于高效的有机薄膜晶体管 (OTFT) 至关重要.
- 传统DPP聚合物的刚性骨干限制了它们在可拉伸电子应用中的使用.
- 开发灵活而高性能的有机半导体对于下一代可穿戴和灵活的设备至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成基于DPP的新型共聚合物,以增强可伸缩OTFT的灵活性.
- 调查胺合基烯结合断裂剂对聚合物的特性和设备性能的影响.
- 为高可移动性,可拉伸性合聚合物建立分子设计策略.
主要方法:
- 三种基于DPPBT的共聚合物 (DPPBT-A1,DPPBT-A3,DPPBT-A5) 的合成,其中包含胺合基烯结合断裂剂.
- 具有不同段长的链接器与DPP和比索芬 (BT) 骨干单元的共聚合.
- 使用合成的聚合物制造有机薄膜晶体管 (OTFT) 的制造和表征,包括在机械应变下进行测试.
主要成果:
- 由于自由旋转的骨干连接器,合成的聚合物表现出足够的灵活性,促进了有序相域的发展.
- 与完全结合的参考相比,引入结合断路器将孔的移动性 (μ) 从0.76到0.20 cm2 V−1 s−1降低.
- 基于 DPPBT-A3 的 TFT 实现了 0.50 cm2 V-1 s-1 的移动性,即使在 >50% 的延长后,性能也在很大程度上保持不变.
结论:
- 氨基酸合基烯合阻断剂有效地为基于DPP的合聚合物带来了灵活性.
- 这种分子设计策略平衡了灵活性需求与保持高电荷载体移动性的需求.
- 开发的共聚合物显示出创造高性能,可拉伸的有机电子设备的巨大潜力.
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