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化学所刘云圻院士/郭云龙研究员最新JACS:分子尺度几何设计助力高迁移率本征可拉伸聚合物半导体

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-10-09 07:50
    

主要观点总结

本文介绍了中国科学院化学研究所刘云圻院士团队在可拉伸半导体领域的研究进展。他们通过分子尺度的设计改性,发展了一系列具有链几何特征的本征可拉伸聚合物半导体,相关研究成果以“Molecular-Scale Geometric Design: Zigzag-Structured Intrinsically Stretchable Polymer Semiconductors”为题发表在《Journal of the American Chemical Society》上。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

面向智能化和多功能化的可拉伸半导体在构筑下一代可穿戴电子器件方面具有重要意义。高迁移率聚合物半导体材料通常具有高结晶性,但强结晶性会导致材料脆性以及机械屈挠性差的问题。

关键观点2: 研究团队与成果

刘云圻院士团队通过高分子链设计、溶液预聚集调节以及薄膜凝聚态调控,发展了一系列具有链几何特征的本征可拉伸聚合物半导体。研究成果以“分子尺度几何设计策略”为题发表在《Journal of the American Chemical Society》上。

关键观点3: 材料特点

团队结合无机体系的可拉伸结构和有机半导体材料可人为定制的特点,提出了一种分子尺度几何设计策略。通过引入锯齿型结构的聚合物半导体,实现了机械拉伸性和电学性能的双向提升。

关键观点4: 实验数据与结果

研究展示了锯齿型聚合物半导体材料在拉伸性、电学性能、机械性能等方面的优异表现。具体数据包括初始场效应迁移率达1.92 cm² V⁻¹ s⁻¹的聚合物o-OC8-5%,在100%应变下仍能保持较高的迁移率。

关键观点5: 意义与展望

该研究为高性能本征可拉伸聚合物半导体的设计提供了新思路,有望为下一代可穿戴电子器件的应用提供关键材料。同时,该研究也展示了力⁻电融合的高性能柔性半导体设计的潜力。


文章预览

面向智能化和多功能化的可拉伸半导体,在构筑下一代可穿戴电子器件方面具有重要意义。通常情况下,高迁移率聚合物半导体材料往往具有高结晶性,而强结晶性的特征会导致材料表现出脆性以及机械屈挠性差的问题。因此,在不破坏固有电学性能的前提下,赋予聚合物半导体机械拉伸性仍然是一个重要挑战。 有鉴于此, 中国科学院化学研究所的 刘云圻院士 、 郭云龙研究员 团队 在前期高迁移率聚合物半导体研究的基础上,通过高分子链设计、溶液预聚集调节以及薄膜凝聚态调控去系统研究了分子尺度的设计改性对聚合物分子骨架堆积与薄膜性质的影响,发展了一系列具有链几何特征的高迁移率本征可拉伸聚合物半导体 。该工作以题为“Molecular-Scale Geometric Design: Zigzag-Structured Intrinsically Stretchable Polymer Semiconductors”的论文发表在《 Journal of the ………………………………

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