聚合物半导体微/纳晶的控制生长、结构表征及性能研究

聚合物半导体材料具有质轻、价廉、柔韧性好等优点，在有机电子器件中显示了很好的应用前景。探索聚合物半导体材料的本征性能，揭示其结构与性能的关系，对于筛选性能优异的聚合物半导体材料和指导合成新材料都具有十分重要的意义。晶体中分子长程有序、无晶界和缺陷密度低，这些特点使其成为研究材料，揭示其本征性能、探索结构与性能关系的最佳选择。但是，聚合物半导体晶体的生长、结构解析、材料结构和性能的关系等都是目前该领域中极具挑战性的课题。我们拟针对这些问题，开展本项目的研究。发展聚合物半导体微/纳晶的控制生长方法，获取高质量的微/纳晶；通过电镜、XRD、电子衍射等对其形貌和结构进行表征；发展聚合物半导体微/纳晶器件的构筑方法，通过微/纳晶器件，研究其电学性能，探索聚合物结构与性能的关系。通过本项目的研究，为聚合物半导体晶体的生长、结构与性能的关系、本征性能的研究、以及高性能器件的构筑和应用打下基础。

经过二十几年的发展，聚合物半导体材料与器件获得了快速的发展，但是目前该领域中仍然还存在许多基本的科学问题有待解决，如：如何探索聚合物半导体材料的本征性能，如何揭示材料结构与性能的关系，这对于筛选性能优异的聚合物半导体材料和指导合成新材料都具有十分重要的意义。晶体中分子长程有序、无晶界和缺陷密度低，这些优势使其成为研究材料，揭示其本征性能、探索结构与性能关系的最佳选择。但是，聚合物半导体晶体的生长、结构解析、材料结构和性能的关系等都是目前该领域中极具挑战性的课题。针对这些问题，在本项目的资助下，我们取得了如下研究成果：（1）针对聚合物材料分子量大，分子间作用复杂等特点使其结晶化困难的问题，我们发展了两种聚合物半导体微/纳晶的控制制备方法，即： “溶剂辅助聚合物半导体自组装的方法”和“晶体到晶体转变制备高质量聚合物半导体微纳晶的方法”；（2）通过选择不同分子结构的聚合物分子进行自组装，探索了不同结构聚合物半导体材料的自组装特性，获得了一些规律性认识，制备了大面积、尺寸均一的聚合物微纳晶；（3）基于代表性聚合物半导体材料微纳晶构筑了高性能聚合物场效应晶体管和光控晶体管器件，揭示了材料的本征电荷传输特性，为接下来综合性能优异材料的筛选和新材料.的设计合称提供了指导意义；（4）项目执行期间，发表SCI论文13篇，撰写书的章节3章，申请中国专利2项。.按照项目研究内容和研究目标计划任务圆满完成，预期目标超额实现。