在國家自然科學(xué)基金委員會、科技部和中國科學(xué)院的支持下，中科院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室研究員郭云龍和中科院院士、研究員劉云圻與天津大學(xué)教授胡文平教授合作，基于優(yōu)異的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用線棒涂膜方法，調(diào)控聚合物分子的取向組裝，制備出A4尺寸的取向組裝聚合物半導(dǎo)體薄膜。當(dāng)載流子傳輸方向與聚合物主鏈方向一致時(shí)，基于該薄膜的場效應(yīng)晶體管器件的空穴遷移率為5.5 cm²V^–1s^–1，電子遷移率為4.5 cm2V–1s–1，該器件的遷移率是旋涂法制備的晶體管性能的9倍（Advanced Materials 2019, 31, 1805761）。

　　最近，科研人員發(fā)現(xiàn)添加聚丙烯腈（PAN）不僅可以調(diào)控分子的預(yù)聚集狀態(tài)，還可提高聚合物溶液的可加工性。科研人員進(jìn)一步結(jié)合棒涂法，制備出高度結(jié)晶和缺陷較少的聚合物分子薄膜。基于該薄膜的OFET器件，沿著晶疇取向方向的電子遷移率提升到5-6 cm²V^–1s^–1，相比于旋涂法制備的薄膜FET性能（遷移率0.1-0.2 cm²V^–1s^–1）有較大提升。該器件在零下80攝氏度到200攝氏度表現(xiàn)出出色的冷-熱穩(wěn)定性，極大拓展了OFET在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用，打破了人們對電子傳輸型聚合物FET器件不穩(wěn)定的傳統(tǒng)認(rèn)識。相關(guān)研究成果發(fā)表在Chem上，論文第一作者為博士姜瑩瑩，論文通訊作者為郭云龍、胡文平和劉云圻。

分子取向加工過程、器件結(jié)構(gòu)和遷移率隨溫度變化結(jié)果