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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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張德清課題組在可拉伸聚合物半導(dǎo)體方面取得新進(jìn)展
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張德清課題組在可拉伸聚合物半導(dǎo)體方面取得新進(jìn)展 2023-08-28 | 編輯： | 【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】 聚合物半導(dǎo)體在可穿戴設(shè)備、健康監(jiān)測(cè)、疾病診斷等新型領(lǐng)域中呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，基于聚合物半導(dǎo)體的柔性電子學(xué)是蘊(yùn)含重大科學(xué)創(chuàng)新機(jī)遇的新領(lǐng)域。通常優(yōu)異的電荷輸運(yùn)性能要求聚合物材料具有高結(jié)晶性，然而強(qiáng)結(jié)晶性會(huì)導(dǎo)致材料拉伸力學(xué)性能低。因此，設(shè)計(jì)合成高遷移率可拉伸的聚合物半導(dǎo)體極具挑戰(zhàn)性。 近日，在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院的大力支持下，化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張德清課題組發(fā)展了在主鏈上引入中心不對(duì)稱單元獲得高遷移柔性聚合物半導(dǎo)體的新方法（圖）。該策略實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體性能和拉伸性能的協(xié)同調(diào)控，為柔性可穿戴設(shè)備提供可能的材料設(shè)計(jì)思路(Adv. Mater. 2023, 35, 2209896.)。 圖. P1和P2的化學(xué)結(jié)構(gòu)式以及薄膜的結(jié)晶性和力學(xué)性能對(duì)比 如圖所示，螺芴單元的引入可以打破主鏈的對(duì)稱性，降低薄膜中的晶疇尺寸，進(jìn)而顯著降低薄膜的拉伸模量；同時(shí)螺芴單元的引入還可以減少側(cè)鏈長(zhǎng)鏈烷基的含量，提升小尺寸晶疇中的短程有序度；此外，通過(guò)調(diào)節(jié)螺芴單元上環(huán)形取代基大小還可以微調(diào)薄膜形貌。其中P2在150%的形變后遷移率高達(dá)3 cm2V-1s-1，在50%形變比例下循環(huán)拉伸1000次后遷移率仍保持在1.4 cm2V-1s-1以上，這是目前報(bào)道的可拉伸高分子半導(dǎo)體的最優(yōu)性能。該工作為發(fā)展可用于柔性器件的可拉伸高分子半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)提供了一種新策略。文章的第一作者為余曉波博士和陳亮亮博士，通訊作者為張德清研究員和李誠(chéng)副研究員。 有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2023年8月28日 |
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