聚3--己基噻吩嵌段聚合物的制備與場(chǎng)效應(yīng)性能研究.pdf

1、聚3-己基噻吩(P3HT)及其衍生物具備合成過(guò)程簡(jiǎn)便、優(yōu)異的電學(xué)性能和良好的環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，一直是一種非常熱門(mén)的有機(jī)半導(dǎo)體材料，被廣泛應(yīng)用于有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)光伏電池等電子器件。隨著現(xiàn)代電子器件的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體材料提出了更高的要求，材料的可延展性是其中的研究重點(diǎn)，但P3HT不具備這個(gè)特點(diǎn)。根據(jù)熱塑性彈性體SBS的原則，設(shè)計(jì)以P3HT為硬鏈段的硬-軟-硬結(jié)構(gòu)的三嵌段聚合物將有望改善P3HT的機(jī)械性能，但合成方法困難，目前鮮有報(bào)道。本論

2、文的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及研究結(jié)果如下:
　　(1)利用GRIM聚合機(jī)理，以Ni(dppp)Cl2為催化劑，通過(guò)順次加入3-己基噻吩單體、十六烷氧基聯(lián)烯單體、3-己基噻吩單體，“一鍋法”合成了一系列聚（3-己基噻吩）-b-聚十六烷氧基聯(lián)烯-b-聚（3-己基噻吩）(P3HT-b-PHA-b-P3HT)三嵌段聚合物。使用核磁共振氫譜、體積排除色譜法、傅里葉紅外光譜法對(duì)反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和表征，結(jié)果表明反應(yīng)過(guò)程活性可控，所制備的嵌段聚合物的分子量分布較小

3、，均小于1.5。該聚合方法合成過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)物易于提純，簡(jiǎn)化了合成P3HT嵌段共聚物的步驟。
　　(2)制備了以這些聚合物作為有源層的底柵頂接觸式有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)器件，研究了制備工藝、嵌段聚合物的結(jié)構(gòu)、分子量、嵌段比對(duì)于OFET器件性能的影響。對(duì)器件性能的研究結(jié)果表明，高分子量的P3HT以及高含量的P3HT有助于提高嵌段聚合物的遷移率，器件的最高遷移率達(dá)到了4.54×10-2cm2·V-1·s-1。進(jìn)一步研究了有源層薄膜

4、的微觀形貌，結(jié)果表明高分子量的P3HT以及高含量的P3HT有利于得到纖維長(zhǎng)度更長(zhǎng)、寬度更寬的納米纖維結(jié)構(gòu)，這將有利于載流子的傳輸。
　　(3)初步研究了P3HT、P3HT-b-PHA、P3HT-b-PHA-b-P3HT三種材料在力場(chǎng)作用下的場(chǎng)效應(yīng)性能和微觀形貌的變化。研究結(jié)果表明，拉伸形變從0％增加到100％時(shí)，P3HT-b-PHA-b-P3HT三嵌段聚合物的場(chǎng)效應(yīng)遷移率從6.01×104cm2·V-1·s-1下降到4.44×10