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高分子有机场效应晶体管中退火引起的自组织微观结构变化的研究

         
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摘要

为了进一步洞悉高分子薄膜自组织机理和高分子有机场效应晶体管(OFET)载流子迁移率之间的直接关联性,本工作采用先进的同步辐射掠入射X射线衍射(GIXRD)技术,研究了高分子OFET中高分子半导体高度区域规则的聚(3-己基噻吩)(RR-P3HT)工作层薄膜,由不同退火温度所导致的薄膜自组织微观结构的变化.GIXRD测试实验结果显示了,对于不同高分子薄膜制备方法(旋涂法及滴膜法)及不同溶液浓度(RR-P3HT溶液浓度为2.5mg/ml及3.5 mg/mI)制备的RR-P3HT有机半导体工作层,在氮气气氛下,经过150℃热退火后,形成的噻吩环面垂直于基底,π-π堆积方向平行于衬底二维微晶粒薄片结构较多,微晶粒薄片的晶粒结构较好,有利于载流子的传输.GIXRD测试实验结果也验证了,一个合适的退火处理,将更有利于这个自组织过程中"edge-on"的微晶粒薄片结构的形成,结果将导致高分子OFET中场效应迁移率的提高.%With the aim of understanding the relationships between polymer self-organization and charge carrier mobility of polymer organic field-effect transistor ( OFET), we investigate crystalline microstructure change of annealing-induced selforganization of regioregular poly ( 3-hexylthiophene ) ( RR-P3 HT) active thin layer in polymer OFET by synchrotron radiation grazing incident X-ray diffraction (GIXRD). The crystalline microstructures of RR-P3HT thin film with different preparation methods (spin-coating and drop-casting) and different concentrations (2. 5 mg/ml and 3.5 mg/ml) at various annealing temperatures are studied. These results present that, the crystalline structures of RR-P3HT active layers annealed at 150 ℃ are better and enhanced to charge transport, which tend to pack form the thiophene rings are perpendicular and the π-π interchain stacking parallel to the substrate. Furthermore, we find that an appropriate annealing temperature can facilitate the crystal structure of edge-on form, resulting in field-effect mobility enhancement of polymer OFET.

著录项

  • 来源
    《物理学报》 |2011年第5期|649-654|共6页
  • 作者

    田雪雁; 赵谡玲; 徐征; 姚江峰; 张福俊; 贾全杰; 陈雨; 龚伟; 樊星;

  • 作者单位

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

    北京北旭电子玻璃有限公司,北京,100016;

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

    中国科学院高能物理研究所,北京,100049;

    中国科学院高能物理研究所,北京,100049;

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

    北京交通大学光电子技术研究所;

    北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    高分子有机场效应晶体管; 同步辐射掠入射X射线衍射; 自组织; 退火;

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