有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)作為有機(jī)電子電路的基本構(gòu)筑單元，已經(jīng)在柔性顯示驅(qū)動(dòng)、電子皮膚以及電子標(biāo)簽等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。在這一研究過(guò)程中，如何引入新的設(shè)計(jì)理念，調(diào)控分子溶液的預(yù)聚集狀態(tài)以及分子薄膜的組裝行為，以獲得高遷移率、高穩(wěn)定的有機(jī)高分子材料和OFET器件一直是研究人員追求的目標(biāo)。
在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院的支持下，化學(xué)所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室郭云龍研究員和劉云圻院士與天津大學(xué)胡文平教授合作，基于優(yōu)異的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用線(xiàn)棒涂膜方法，調(diào)控聚合物分子的取向組裝，制備了A4尺寸的取向組裝聚合物半導(dǎo)體薄膜。當(dāng)載流子傳輸方向與聚合物主鏈方向一致時(shí)，基于該薄膜的場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的空穴遷移率為5.5 cm2V–1s–1，電子遷移率為4.5 cm2V–1s–1，該器件的遷移率是旋涂法制備的晶體管性能的9倍（Adv. Mater. 2019, 31, 1805761）。
圖 分子取向加工過(guò)程、器件結(jié)構(gòu)和遷移率隨溫度變化結(jié)果
最近，他們發(fā)現(xiàn)添加聚丙烯腈（PAN）不僅可以調(diào)控分子的預(yù)聚集狀態(tài)，還提高了聚合物溶液的可加工性。他們進(jìn)一步結(jié)合棒涂法，制備了高度結(jié)晶和缺陷較少的聚合物分子薄膜?；谠摫∧さ腛FET器件，沿著晶疇取向方向的電子遷移率提升到5–6 cm2V–1s–1，相比于旋涂法制備的薄膜FET性能（遷移率0.1–0.2 cm2V–1s–1）有了很大提升。該器件在零下80攝氏度到200攝氏度表現(xiàn)出了出色的冷–熱穩(wěn)定性，極大拓展了OFET在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用，也打破了人們對(duì)電子傳輸型聚合物FET器件不穩(wěn)定的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的Chem 上（2021, 7, 1258-1270）。論文第一作者為姜瑩瑩博士，通訊作者為郭云龍研究員、胡文平教授和劉云圻院士。
來(lái)源：化學(xué)所
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929421000450
