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    Transistores ambipolares de alto rendimiento procesados ​​con disolventes no clorados

    (a) Estructura molecular de PITTI-BT. (b) Fotografía de la película PITTI-BT. (c) Solución de P-xileno de PITTI-BT. Imágenes AFM de las películas de polímero preparadas por (d, g) en el centro y (e, F, h, i) métodos SC descentrados a partir de (d – f) p-xileno o (g – i) o-diclorobenceno en solución. Crédito de la foto:Jie Yang. Crédito:Science China Press

    Esta investigación está dirigida por el Prof. Yunqi Liu (Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China) y el Prof. Yunlong Guo (Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China). Los semiconductores de polímero ambipolar tienen amplias aplicaciones en dispositivos electrónicos como transistores de efecto de campo orgánico (OFET), circuitos lógicos, y transistores emisores de luz orgánicos (OLET). Aunque se han desarrollado algunos polímeros ambipolares de alto rendimiento, sus dispositivos optoelectrónicos se procesan generalmente a partir de disolventes clorados tóxicos. Para lograr las aplicaciones comerciales de dispositivos electrónicos orgánicos, los polímeros deben procesarse a partir de disolventes no clorados. Sin embargo, la mayoría de los polímeros semiconductores son poco solubles en disolventes no clorados.

    El equipo buscó desarrollar polímeros ambipolares de alto rendimiento que puedan procesarse a partir de disolventes no clorados. Pensaron que disminuir los pesos moleculares de los polímeros podría ser una forma eficaz de mejorar la solubilidad de los polímeros en disolventes no clorados. Basado en esta idea, Sintetizaron un polímero a base de isoíndigo (PITTI-BT) diseñando un monómero con una gran masa molar. El monómero tiene una gran masa molar de 2203 g / mol, lo que puede ralentizar la velocidad de la reacción de polimerización y disminuir el peso molecular del polímero. Como resultado, PITTI-BT mostró un bajo METRO norte de 18,3 kDa y era altamente soluble en disolvente clorado (o-diclorobenceno) y disolvente no clorado (p-xileno).

    Además, para mejorar el rendimiento de los dispositivos OFET, intentaron explorar la posibilidad de alineación de polímeros basada en PITTI-BT utilizando un método simple de recubrimiento por rotación (SC) descentrado. Los espectros de absorción UV-vis indicaron que PITTI-BT podría formar una agregación previa tanto en soluciones de p-xileno como de o-diclorobenceno, lo cual fue favorable para la formación de películas poliméricas alineadas en estado sólido. Como lo demuestra la microscopía de fuerza atómica (AFM), Las películas con recubrimiento por centrifugación descentradas de la solución de o-diclorobenceno y p-xileno lograron una alineación bien alineada. Finalmente, los investigadores fabricaron dispositivos OFET a partir de p-xileno utilizando un método SC descentrado. Los dispositivos lograron un rendimiento ambipolar récord con movilidades de huecos y electrones de 3,06 y 2,81 cm. 2 V −1 s −1 , respectivamente. A diferencia de, los dispositivos que utilizan un método tradicional de SC en el centro solo mostraron movilidades de huecos y electrones de 1,51 y 1,31 cm 2 V −1 s −1 , respectivamente. La combinación de disolventes no clorados y un buen proceso de alineación proporciona un enfoque eficaz y ecológico para lograr transistores ambipolares de alto rendimiento.

    La investigación fue publicada en Revista Nacional de Ciencias .


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