新型萘二甲酰亚胺基半导体/绝缘聚合物共混薄膜的微结构和电荷传输研究

作     者：张悦 周涵 张发培 ZHANG Yue;ZHOU Han;ZHANG Fapei

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心极端条件凝聚态物理安徽省重点实验室合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230026 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2021年第52卷第9期

页      面：9024-9031页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11774348 12074383) 

主　　题：半导体聚合物 共混薄膜 相分离 场效应晶体管 电荷传输 

摘      要：采用新型萘二甲酰亚胺基半导体聚合物FN2200与绝缘聚合物聚苯乙烯(PS)通过溶液相共混,并采用旋涂法制备共混薄膜的有机场效应晶体管(OFET)。发现在FN2200中加入少量PS可显著提升共混薄膜器件的电子迁移率,然而随着PS含量的增加,载流子迁移率将急剧降低。通过氧等离子体刻蚀结合紫外-可见光吸收谱测量发现,FN2200/PS共混薄膜存在清晰的相分离结构,FN2200组分富集在在薄膜表面层而PS成分沉积在薄膜底部区。掠入射X射线衍射(GIXRD)结果发现,在FN2200中添加PS成分促使FN2200骨架链倾向于采取edge-on堆积方式,有利于载流子沿有机/介电层界面的横向传输。基于薄膜微结构表征结果,系统地解释了共混薄膜的OFET性能随PS含量的变化关系和内在机制。