中科院化學研究所在聚合物場效應晶體管材料研究方面取得重要進展

在中國科學院、科技部、國家自然科學基金委的大力支持下，中國科學院化學研究所有機固體院重點實驗室相關(guān)研究人員在高性能聚合物半導體材料研究方面取得巨大進展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在近期的國際材料雜志《Adv Mater》(2012，24:4 618－4 622)上。

有機光電材料由于其在低成本、柔性電子紙、電子射頻商標和存儲器件等方面的潛在應用而受到人們的廣泛關(guān)注。共軛聚合物光電子材料是有機光電子材料的重要組成部分，尤其是在可溶液法加工的有機光電子器件制備方面有著明顯的優(yōu)勢。因此，發(fā)展高性能的可溶液法加工的新型有機半導體材料，是制備大面積、低成本的有機電路的迫切需要。

有機固體院重點實驗室相關(guān)研究人員報道了一類可溶液法加工的、高性能的p-型聚合物半導體材料PDVT，可溶液法加工場效應晶體管器件，研究結(jié)果表明:兩個聚合物都表現(xiàn)出良好的空穴傳輸性能，其遷移率均高于2.0 cm2/V·s，電流開關(guān)比大約在105～107。其中，含長鏈側(cè)基的聚合物PDVT-10的遷移率最高可以達到8.2 cm2/V·s，這一結(jié)果是目前所報道的溶液法加工聚合物場效應晶體管器件的最高值。研究人員采用掠入式X－射線衍射(GIXRD)研究了聚合物的堆積結(jié)構(gòu)，解析了聚合物PDVT-8和PDVT-10薄膜的堆積形態(tài)。兩個聚合物的烷基鏈間距d-d分別為1.944 nm和2.111 nm，主鏈間的π-π距離分別為0.372 nm和0.366 nm。這一相對較小的d-d和π-π堆積間距都是十分有利于載流子傳輸。

成功制備了柔性的有機場效應晶體管及倒相器，表明該類材料在低成本、大面積加工的有機電子學中有著重要的潛在應用價值。相應的結(jié)果發(fā)表在國際雜志《Adv Mater》(2012，24:4 618－4 622)上，并被選為當期封面。

另外，研究人員還合成了雙功能的含苯并咔唑單元的聚合物半導體材料，它既具有良好場效應晶體管性能又具有優(yōu)秀光伏性能，研究結(jié)果是以底封面形式發(fā)表在近期的《J Mater Chem》，(2012，22:3 696)上。