化學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，相關結果發表在近期的國際材料雜志Adv. Mater. (2012, 24, 4618–4622)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勢。因此，發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（圖1），可溶液法加工場效應晶體管器件，研究結果表明：兩個聚合物都表現出良好的空穴傳輸性能，其遷移率均高于2.0cm2/V·s，電流開關比大約在105~107。其中，含長鏈側基的聚合物PDVT-10的遷移率最高可以達到8.2cm2/V·s，這一結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構，解析了聚合物PDVT-8和PDVT-10薄膜的堆積形態。兩個聚合物的烷基鏈間距d-d分別為19.44?和21.11?,主鏈間的π-π 距離分別為3.72?和3.66 ?。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。相應的結果發表在國際雜志Adv. Mater. (2012, 24, 4618–4622)上，并被選為當期封面（圖2）。

　　 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秀光伏性能，研究結果是以底封面形式（圖3）發表在近期的J. Mater. Chem., (2012, 22, 3696)上。

　　圖 1  共軛聚合物PDVT-8和PDVT-10的分子結構

　　圖2. Adv. Mater. 當期封面，內容為可能在柔性電子紙驅動方面的潛在應用

　　 圖3. J. Mater. Chem. 當期底封面