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Effect of Donor Molecular Structure and Gate Dielectric on Charge-Transporting Characteristics for Isoindigo-Based Donor-Acceptor Conjugated Polymers

机译：施主分子结构和栅极介电常数对基于异靛蓝的施主-受体共轭聚合物的电荷输运特性的影响

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This study investigates the effect of the molecular structure of three different donor units, naphthalene (Np), bithiophene (BT), and thiophene-vinylene-thiophene (TVT), in isoindigo (IIG)-based donor -acceptor conjugated polymers (PIIG-Np, PIIG-BT and PIIG-TVT) on the charge carrier mobility of organic field-effect transistors (OFETs). The charge transport properties of three different IIG-based polymers strongly depend on donor units. PIIG-BT OFETs showed 50 times higher hole mobility (0.63 cm(2) V-1 s(-1)) than PIIG-TVT and PIIG-Np ones of approximate to 0.01 cm(2) V-1 s(-1) with CYTOP dielectric though the BT units have less planarity than the TVT and Np units. The reasons for the different mobility in IIG-based polymers are studied by analyzing the energy structure by absorption spectra, calculating transport levels by density functional theory, investigating the in-and out-of-plane crystallinity of thin film by grazing-incidence wide-angle X-ray scattering, and extracting key transport parameters via low-temperature measurements. By combining theoretical, optical, electrical, and structural analyses, this study finds that the large difference in OFET mobility mainly originates from the transport disorders determined by the different microcrystal structure, rather than the intrinsic transport properties in isolated chains for different polymers.
机译：这项研究调查了基于异靛蓝（IIG）的供体-受体共轭聚合物（PIIG--）中三种不同的供体单元，萘（Np），联噻吩（BT）和噻吩-乙烯基-噻吩（TVT）的分子结构的影响Np，PIIG-BT和PIIG-TVT）对有机场效应晶体管（OFET）的电荷载流子迁移率的影响。三种不同的基于IIG的聚合物的电荷传输特性强烈取决于供体单元。 PIIG-BT OFETs的空穴迁移率（0.63 cm（2）V-1 s（-1））比PIIG-TVT和PIIG-Np高约50倍（约0.01 cm（2）V-1 s（-1））尽管BT单元的平面度比TVT和Np单元小，但使用CYTOP电介质。通过利用吸收光谱分析能量结构，通过密度泛函理论计算输运能级，通过掠入射入射法研究薄膜的面内和面外结晶度，研究了IIG基聚合物迁移率不同的原因。角度X射线散射，并通过低温测量提取关键的运输参数。通过将理论，光学，电学和结构分析相结合，本研究发现，OFET迁移率的巨大差异主要源于由不同微晶结构决定的传输紊乱，而不是不同聚合物在孤立链中的固有传输特性。

著录项

  • 来源
    《Advanced Functional Materials》 |2016年第26期|4695-4703|共9页
  • 作者

    Park Won-Tae; Kim Gyoungsik; Yang Changduk; Liu Chuan; Noh Yong-Young;

  • 作者单位

    Dongguk Univ, Dept Energy & Mat Engn, 30 Pildong Ro 1 Gil, Seoul 04620, South Korea;

    Ulsan Natl Inst Sci & Technol, Dept Energy Engn, 50 UNIST Gil, Ulsan 44919, South Korea;

    Ulsan Natl Inst Sci & Technol, Dept Energy Engn, 50 UNIST Gil, Ulsan 44919, South Korea;

    Sun Yat Sen Univ, Sch Microelect, Guangdong Prov Key Lab Display Mat & Technol, State Key Lab Optoelect Mat & Technol, Guangzhou 510275, Guangdong, Peoples R China|SYSU CMU Shunde Int Joint Res Inst JRI, Shunde 528300, Guangdong, Peoples R China;

    Dongguk Univ, Dept Energy & Mat Engn, 30 Pildong Ro 1 Gil, Seoul 04620, South Korea;

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