通过诱导P(NDI2OD-T2)薄膜形成D-A堆积结构提高OFETs的高温电学性能稳定性(英文)
有机场效应晶体管(OFETs)的电学性能在高温条件下能保持稳定是确保其在特殊环境条件下长期可靠运行的关键.给体-受体(D-A)共轭聚合物的堆积结构与OFETs的电学性能稳定性密切相关.我们选择了聚[[N,N′-双(2-辛基十二烷基)-萘-1,4,5,8-双(二羧亚胺)-2,6-二基]-交替-5,5′-(2,2′-联噻吩)] P(NDI2OD-T2)作为研究对象,探究了分子堆积结构与高温环境下电学性能稳定性之间的关系.结果表明, D-A单元沿着π-π方向交替堆积的薄膜相比常规的给体-给体(D-D)堆积薄膜具有更好的电学性能温度稳定性. D-A堆积给体和受体单元在面外方向上交替排列,而D-D堆积则是给体与给体单元、受体与受体单元分别堆叠.在225–250°C温度区间,观测到了不可逆的从D-D堆积向D-A堆积的结构转变.由于D-A沿π-π和层状方向的堆积更紧密,薄膜的电子迁移率平均值达到了0.23 cm~2/V·s,比D-D堆积薄膜提高了50%.此外,在温度循环测试中, D-A堆积薄膜表现出卓越的电学稳定性, 250°C时依然保有100%的初始迁移率.这一结果表明,通过调控共轭聚合物的紧密D-A堆积结构可以显著提高半导体器件的热稳定性和耐久性.
Science China(Materials)
2025年01期
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