접합 공중합체 사슬의 얽힘이 분자의 자기 조립 및 캐리어 전송에 미치는 영향

초록 폴리머 얽힘이 저분자량(경미하게 얽힌) 및 고분자량(강하게 얽힌) 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)의 자기 조립, 분자 포장 구조 및 미세 구조, 그리고 박막 트랜지스터에서의 캐리어 전송에 미치는 영향을 조사하였다. 폴리머 사슬은 폴리머 용액의 초음파 처리를 통해 점진적으로 풀리며, 전구체 종(코일, 집합체 및 미세 결정체)의 확산성이 개선되고, 용액 내에서 P3HT의 핵 생성 및 결정화가 촉진되며, 고체-액체 인터페이스에서 잘 정렬되고 고해상도의 섬유가 자기 조립됨을 보여준다. 저분자량 P3HT에서 사슬 얽힘을 줄이면 사슬 간 및 사슬 내 정렬이 향상되지만, 짧은 사슬의 존재로 인해 정렬된 도메인(타이 분자)의 상호 연결성이 감소하여 결정성이 개선됨에도 불구하고 캐리어 전송이 악화된다. 고분자량 P3HT 용액에서 사슬 얽힘을 줄이면 캐리어 이동성이 약 20배 증가하며, 정렬된 도메인 간의 충분한 수의 타이 분자를 유지하면서 사슬 간 및 사슬 내 정렬을 향상시킨다. 이러한 결과는 전하 캐리어 이동성이 사슬 내 및 사슬 간 정렬 균형과 정렬된 도메인의 상호 연결성에 의해 강하게 좌우됨을 나타낸다. 고분자량 P3HT에서는 사슬 내 및 사슬 간 정렬이 전하 전송의 주요 병목 현상으로 작용하는 반면, 저분자량 P3HT에서는 정렬된 도메인의 제한된 상호 연결성이 전하 전송의 주요 병목 현상으로 작용한다.