新型高性能聚合物场效应晶体管材料的设计、合成及器件制备

基本信息
批准号:21504026
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:易征然
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李平,杨杰,肖健,许龙
关键词:
共轭聚合物有机场效应晶体管迁移率醇溶聚合物材料体系
结项摘要

pi-conjugated polymers are ideal candidates for organic field-effect transistors (OFETs) due to their easily modified structure, solution processability, and cheap device fabrication. However, low mobilities, few high-performance material systems and use of toxic halogenated sovlents to process limit their further application and development. With the goal of developing novel high-performance polymer material systems, we propose the design of two novel building blocks of strong electron deficiency and good planarity (tetraketopyridinopyridine and pyridinoisoindigo) to optimize polymer backbone, and thus promote intermolecular pi-pi stacking and improve the microstructure of the corresponding polymers. Moreover, alcohol-soluble high-performance polymer semiconductors are developed through the introduction of branched oligo(ethylene glycol) side chains into polymers to achieve alcohol solution processability for this types of polymer semiconductors. The influences of the structure of backbone and side chain on properties and device performance will be systemically study in the framework of "molecular structure-molecular aggregate-device performance", thereby constituting an efficient strategy for designing novel high-performance OFET polymer materials. We envision that this proposal will provide the theoretical support for the application of polymer field-effect transistors, and contribute to the development of organic electronics.

共轭聚合物具有结构易修饰性、可溶液加工及低成本的器件制作等特点,使之已成为可应用于场效应晶体管最理想的材料。但其低迁移率、较少的高性能材料体系以及需用毒性较大的含卤溶剂来完成溶液加工,限制了它的发展和应用。本课题提出了以开发新型高性能聚合物场效应晶体管材料体系为目标,通过设计新颖的具有强拉电子与良好共平面性的构筑单元:并吡啶四酮和吡啶异靛青,对聚合物主链进行优化,增加相应聚合物的分子堆积及改善材料的微观形貌,制备出高性能聚合物场效应晶体管;以开发醇溶的高性能聚合物晶体管功能材料为目标,通过开发枝状多乙二醇的烷基侧链,提高材料在醇中的溶解性,实现高性能聚合物材料在醇中的可制备性。并设计“分子结构—分子聚集体—器件性能”的研究体系,系统深入地分析主、侧链的结构对材料性质及性能的影响,构建新型高性能聚合物晶体管材料的设计策略,为实现聚合物场效应晶体管的应用化提供理论支持,并推动有机电子学的发展。

项目摘要

共轭聚合物具有结构易修饰性、可溶液加工及低成本的器件制作等特点,使之已成为可应用于场效应晶体管最理想的材料。但聚合物材料较低迁移率限制了其在场效应晶体管领域中的发展和应用。另外,如何通过对聚合物晶体管材料进行理性的分子设计来实现其器件性能有效的提升,并探索分子结构、聚集态性质和器件性能之间关系,这些理论尚不完善。基于此,本项目提出了以开发新型高性能聚合物场效应晶体管材料为目标,从分子设计的角度,制备出了系列高性能聚合物场效应晶体管材料。同时系统深入地研究了“分子结构—分子聚集体—器件性能”之间关系,构建了新型高性能聚合物晶体管材料的设计策略,为实现聚合物场效应晶体管的应用化提供理论支持,并推动有机电子学的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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