最近幾天，中國科學院化學研究所有機固體重點實驗室研究員張德清設計合成了一種新型雙氮丙啶交聯劑4CNN，實現了有機高分子半導體的高效圖形化，為全溶液加工柔性電路提供了新思路。
據中國科學院介紹，這種四臂交聯劑4CNN具有以下優點:雙氮丙啶類化合物在紫外照射或加熱下能高效生成活性卡賓中間體，并能快速高效地插入其相鄰的C —H鍵，從而實現化學交聯在無紫外線照射和常溫條件下，這些化合物具有較好的穩定性，4cn的分子構型為四面體，四個活性雙氮丙啶基團均勻分布在四面體的頂點上同時，分子本身不含C —H鍵這些結構特征賦予其高效的交聯能力，減少了交聯劑的用量與已報道的疊氮化物交聯劑不同，4cn可以通過卡賓插入反應交聯聚合物側鏈，而不引入氮等雜原子
據介紹，以4種高性能聚合物半導體為例，對條件進行了精心優化，發現當交聯劑用量不超過3%時，用365 nm紫外光照射交聯劑與聚合物的共混膜僅40秒即可高效交聯p型，n型和雙極共軛聚合物，交聯膜不溶于氯仿溶液具體的構圖工藝是:將交聯劑和聚合物半導體溶液混合通過旋涂—掩膜—紫外輻照—氯仿清洗四個步驟，可以實現一種材料的高精度圖形化，不同材料的多層圖形化集成
此外，AFM和GIWAXS圖顯示四種聚合物膜的形態和鏈間排列在交聯前后沒有顯著變化，并且上述四種聚合物的矩形圖案陣列的電荷轉移性能由場效應晶體管器件表征與不含交聯劑的半導體薄膜相比，圖形化薄膜的遷移率保持率可達60%—91%，交聯前后四種聚合物的遷移率和閾值電壓分布沒有明顯變化此外，兩步構圖可以構建基于PDPP4T和N2200的反相器
該研究為有機聚合物半導體的高效圖形化提供了一種新的策略。
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