中科院新成果：为有机高分子半导体的高效图案化提供新策略

最近几天，中国科学院化学研究所有机固体重点实验室研究员张德清设计合成了一种新型双氮丙啶交联剂4CNN，实现了有机高分子半导体的高效图形化，为全溶液加工柔性电路提供了新思路。

据中国科学院介绍，这种四臂交联剂4CNN具有以下优点:双氮丙啶类化合物在紫外照射或加热下能高效生成活性卡宾中间体，并能快速高效地插入其相邻的C —H键，从而实现化学交联在无紫外线照射和常温条件下，这些化合物具有较好的稳定性，4cn的分子构型为四面体，四个活性双氮丙啶基团均匀分布在四面体的顶点上同时，分子本身不含C —H键这些结构特征赋予其高效的交联能力，减少了交联剂的用量与已报道的叠氮化物交联剂不同，4cn可以通过卡宾插入反应交联聚合物侧链，而不引入氮等杂原子

据介绍，以4种高性能聚合物半导体为例，对条件进行了精心优化，发现当交联剂用量不超过3%时，用365 nm紫外光照射交联剂与聚合物的共混膜仅40秒即可高效交联p型，n型和双极共轭聚合物，交联膜不溶于氯仿溶液具体的构图工艺是:将交联剂和聚合物半导体溶液混合通过旋涂—掩膜—紫外辐照—氯仿清洗四个步骤，可以实现一种材料的高精度图形化，不同材料的多层图形化集成

此外，AFM和GIWAXS图显示四种聚合物膜的形态和链间排列在交联前后没有显著变化，并且上述四种聚合物的矩形图案阵列的电荷转移性能由场效应晶体管器件表征与不含交联剂的半导体薄膜相比，图形化薄膜的迁移率保持率可达60%—91%，交联前后四种聚合物的迁移率和阈值电压分布没有明显变化此外，两步构图可以构建基于PDPP4T和N2200的反相器

该研究为有机聚合物半导体的高效图形化提供了一种新的策略。