高性能聚合物半导体材料及其场效应性能的调控
结题报告
批准号:
21673258
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
于贵
学科分类:
B0308.分子电子学与分子磁学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张骥、毛祖攀、高冬、刘晓彤、史柯利、郑元辉
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中文摘要
本申请项目拟设计、合成新型的共轭聚合物,研究重点为D-A型聚合物,发展新型的构筑单元及聚合物体系,在给体和受体单元上引入取代基以提高聚合物的溶液加工性和改善载流子传输性能,利用分子内/分子间相互作用调控聚合物半导体材料性能,得到综合性能优良的聚合物半导体材料。对电极表面和绝缘层表面同时进行有效修饰,发展界面修饰技术,构筑高性能的场效应晶体管器件,载流子迁移率达到15 cm^2/V.s以上,达到国际领先水平。对载流子的传输机理进行深入研究,加深对载流子传输性能与分子结构、集聚态结构相互关系的理解,获得具有自主知识产权的创新性成果。该项目是一项具有前瞻性、探索性和交叉性的基础研究课题, 具有非常重要的科学意义和潜在应用前景。
英文摘要
This project will design and synthesize novel conjugated polymers with donor-acceptor structures for the development of novel building blocks and polymer systems. Substituent groups will be introduced into the donor and acceptor units to enhance solution-processing ability and to ensure high charge carrier transporting properties. The performance of polymer semiconductors can be controlled by tuning intramolecular and intermolecular interaction. The purpose of the project is to obtain polymer semiconductors with excellent performances. We will modify both the surfaces of the source/drain electrodes and insulators, develop modification technology of interfaces, and fabricate high-performance field-effect transistors with a high mobility of 15 cm^2/V.s. Furthermore, we will systematically investigate the transporting mechanism of charge carriers, acquire a better understanding the relationship between molecular/aggregation structures and carrier transporting properties, and obtain innovative achievements with proprietary intellectual property rights. Therefore, this project is a prospective cross-cutting research subject with exploratory, possessing both scientific research and potential industrial applications.
高性能聚合物半导体材料及其场效应性能的调控是一个极具挑战的前沿课题。针对该研究领域存在的关键科学问题,本项目开展了系统的研究工作,得到如下创新性成果:1)发展了新型的异靛青衍生物的受体单元和二芳基乙烯的给体单元,形成有特色的聚合物半导体材料体系,得到综合性能优良的D-A型共轭聚合物;2)开展了界面工程研究,实现载流子的有效注入和传输,构筑了高性能的有机场效应晶体管(OFET),空穴迁移率达到15 cm^2 V^-1 s^-1以上; 3)构筑了高性能柔性OFET及其反相器,实现了载流子的平衡传输,其空穴和电子的最高迁移率分别为5.97和7.07 cm^2 V^-1 s^-1,达到国际领先水平;3)借助主链和侧链工程策略实现了聚合物能级结构和聚集态结构的调控,对分子结构、聚集态结构和载流子传输性能的关联有了深刻的认识。获得具有自主知识产权的创新性成果,发表论文30篇,申请中国发明专利11项,其中6项授权。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Regioirregular Ambipolar Naphthalenediimide-Based Alternating Polymers: Synthesis, Characterization, and Application in Field-Effect Transistors
区域不规则双极性萘二亚胺交替聚合物:合成、表征及其在场效应晶体管中的应用
DOI:10.1002/pola.28747
发表时间:2017
期刊:Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry
影响因子:--
作者:Lin Zuzhang;Liu Xiaotong;Zhang Weifeng;Wei Congyuan;Huang Jianyao;Chen Zhihui;Wang Liping;Yu Gui
通讯作者:Yu Gui
Ambipolar tetrafluorodiphenylethene-based donor-acceptor copolymers: synthesis, properties, backbone conformation and fluorine-induced conformational locks
双极性四氟二苯乙烯基供体-受体共聚物:合成、性质、主链构象和氟诱导构象锁
DOI:10.1039/c6py01922f
发表时间:2017
期刊:Polymer Chemistry
影响因子:4.6
作者:Zhang Weifeng;Mao Zupan;Chen Zhihui;Huang Jianyao;Wei Congyuan;Gao Dong;Lin Zuzhang;Li Hao;Wang Liping;Yu Gui
通讯作者:Yu Gui
Remarkable effect of pi-skeleton conformation in finitely conjugated polymer semiconductors
π骨架构象在有限共轭聚合物半导体中的显着效应
DOI:10.1039/d0tc01303j
发表时间:2020
期刊:Journal of Materials Chemistry C
影响因子:6.4
作者:Chen Zhihui;Zhang Weifeng;Zhou Yankai;Wei Xuyang;Li Chenyu;Wang Liping;Yu Gui
通讯作者:Yu Gui
Influence of Backbone Regioregularity on High-Mobility Conjugated Polymers Based on Alkylated Dithienylacrylonitrile
主链立体规整性对烷基化二噻吩基丙烯腈高迁移率共轭聚合物的影响
DOI:10.1021/acsami.9b14757
发表时间:2019-11-20
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Li, Dizao;Wang, Qiang;Yu, Gui
通讯作者:Yu, Gui
Tuning Frontier Orbital Energetics of Azaisoindigo-Based Polymeric Semiconductors to Enhance the Charge-Transport Properties
调整偶氮靛基聚合物半导体的前沿轨道能量以增强电荷传输性能
DOI:10.1002/aelm.201700078
发表时间:2017-11-01
期刊:ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS
影响因子:6.2
作者:Huang, Jianyao;Chen, Zhihui;Yu, Gui
通讯作者:Yu, Gui
扭角叠层二维材料的CVD可控生长及性能调控
利用结构修饰和元素掺杂调控石墨烯的光电性能
  • 批准号:
    20973184
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    于贵
  • 依托单位:
稳定的性能优良的有机场效应晶体管
  • 批准号:
    60671047
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    于贵
  • 依托单位:
利用分子结构和分子构型的变化调控有机信息功能材料的光电性能
  • 批准号:
    20573115
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    于贵
  • 依托单位:
利用三重态发光提高LEDs的量子效率
  • 批准号:
    20082001
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    14.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    于贵
  • 依托单位:
国内基金
海外基金