D-A型共軛聚合物的取向調(diào)控.pdf

1、D-A型共軛聚合物作為一種可溶性、柔性的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于制備低成本、大面積的發(fā)光二極管(LEDs)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)等有機(jī)光電器件。鑒于共軛聚合物中的電荷傳輸具有各向異性，分子和晶體取向調(diào)控對(duì)器件性能的提高具有重要意義。本文以一種典型的高遷移率的D-A型共軛聚合物 poly[2,5-bis(2-octyldodecyl) pyrrolo-[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione-alt-2,2′:5′

2、,2′′:5′′,2′′′- quaterthiophene](PDQT)作為研究對(duì)象，合成并利用溶劑輔助納米轉(zhuǎn)移印刷的空間受限方法構(gòu)筑了不同尺寸的PDQT納米結(jié)構(gòu)陣列，研究了納米結(jié)構(gòu)中PDQT納米片晶內(nèi)分子鏈的取向以及空間受限條件對(duì)PDQT納米片晶的取向調(diào)控作用，并探索了PDQT納米片晶取向度對(duì)FETs載流子遷移率的調(diào)控作用。具體分為以下幾方面：
　?。?）D-A型共軛聚合物 PDQT的合成和不同尺寸 PDQT納米結(jié)構(gòu)陣列的構(gòu)筑

3、。本文利用Stille偶聯(lián)的方法成功合成了PDQT，而后借助原子力顯微鏡(AFM)證明了利用納米轉(zhuǎn)移印刷(nTP)方法容易構(gòu)筑大面積不同寬度的PDQT納米條帶陣列。
　　（2）D-A型共軛聚合物PDQT的取向調(diào)控。本文利用同步輻射廣角掠入射X射線衍射(GIWAXD)和選區(qū)電子衍射(SAED)方法研究了薄膜和納米陣列中 PDQT分子鏈的取向，并利用正交偏光顯微鏡(CPOM)對(duì)不同寬度的納米條帶中PDQT晶體的取向度進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)P

4、DQT薄膜由無序排列的納米片晶組成，片晶中分子鏈采用的是edge-on的堆積方式，b軸和c軸均在面內(nèi)表現(xiàn)為無規(guī)取向。而納米條帶中PDQT納米片晶在模板的限制作用下呈現(xiàn)較為有序的排列，片晶中分子鏈仍采取edge-on取向，不同的是π-堆積納米晶體片層的晶體學(xué)b軸傾向平行于納米條帶長(zhǎng)軸排列，c軸則傾向垂直納米條帶長(zhǎng)軸排列。此外，利用 CPOM研究發(fā)現(xiàn)受限強(qiáng)度對(duì)晶體取向度具有調(diào)控作用，表現(xiàn)為納米條帶越窄，納米晶體π-堆積片層b軸的取向度越高。

5、
　?。?）D-A型共軛聚合物PDQT的取向?qū)ETs載流子遷移率的調(diào)控。我們將FETs溝道沿著納米陣列長(zhǎng)軸制備，測(cè)量了b-c面內(nèi)沿著b軸的載流子遷移率，發(fā)現(xiàn)沿著納米陣列的遷移率可比均相薄膜高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。我們將這個(gè)發(fā)現(xiàn)歸因于b-c面內(nèi)電荷傳輸?shù)母飨虍愋裕⑶沂莃軸為更快的電荷傳輸提供了有效路徑。利用不同寬度納米條帶中PDQTπ-堆積納米片晶取向度的不同實(shí)現(xiàn)對(duì)FETs遷移率的調(diào)控，加強(qiáng)了我們對(duì) D-A型半導(dǎo)體聚合物具有優(yōu)良電學(xué)性能