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  無機(jī)場效應(yīng)晶體管廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體電子工業(yè)中。相比無機(jī)場效應(yīng)晶體管，有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）具有質(zhì)量輕，可溶液法加工以及柔韌性好等獨特的優(yōu)勢，在柔性器件和可穿戴電子學(xué)中有良好的應(yīng)用前景，因而受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。近年來，以聚合物半導(dǎo)體材料構(gòu)筑的晶體管性能得到了快速的發(fā)展。如何設(shè)計合成用于OFET的高性能聚合物半導(dǎo)體材料，一直是我們的追求目標(biāo)。然而，分子結(jié)構(gòu)對遷移率的影響仍缺少系統(tǒng)的比較。綜述介紹了近年來國內(nèi)外新型聚合物材料的最新進(jìn)展。通過研究分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與器件性能之間的關(guān)系，希望為以后設(shè)計合成新型的高性能聚合物材料提供有益的借鑒和指導(dǎo)。

圖1常見的聚合物半導(dǎo)體材料分子示意圖

  楊杰博士生和劉云圻院士等系統(tǒng)評述了不同種類的共軛聚合物的合成及其在場效應(yīng)晶體管的應(yīng)用，包括吡咯并吡咯二酮、異靛藍(lán)、苯并二呋喃二酮型對苯撐乙烯、萘酰亞胺等聚合物材料。綜述按照材料的種類以及載流子的傳輸類型，對高性能聚合物材料的發(fā)展過程、設(shè)計思路以及相應(yīng)的OFET性能進(jìn)行了系統(tǒng)地歸納總結(jié)。通過總結(jié)文獻(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)獲得高遷移率的聚合物半導(dǎo)體材料的可行策略是設(shè)計具有良好的主鏈共軛和平面性，合適的HOMO或LUMO能級和排列有序，結(jié)晶性好等特點的聚合物。目前，p型材料性能已經(jīng)取得很大的進(jìn)展，n型和雙極性材料的發(fā)展相對滯后，尤其是空氣穩(wěn)定的電子傳輸材料更是缺乏，這是由于強(qiáng)吸電子的受體單元種類很少。因此設(shè)計合成新的受體單元是本領(lǐng)域的重要任務(wù)。上述的設(shè)計策略有望對以后的新型高性能半導(dǎo)體材料的合成提供有益的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

Jie Yang, Jin-yang Chen, Yun-long Sun, Long-xian Shi, Yun-long Guo, Shuai Wang, Yun-qi Liu. Design and Synthesis of Novel Conjugated Polymers for Applications in Organic Field-effect Transistors. Acta Polymerica Sinica(高分子學(xué)報), 2017, (7): 1082 – 1096

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DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17020