分子量がポリ(3-ヘキシルチオフェン)の構造と結晶性に与える影響

最近、2つの異なるグループが独立して、レジオレギュラーなポリ(3-ヘキシルチオフェン)（P3HT）から作られたフィールド効果トランジスタの移動度が分子量に伴って強く増加することを報告しました。1つのモデルは、粒界でのキャリアトラッピングを提案し、もう1つは異なる分子量の薄い層における高分子鎖の立体構造とパッキングに重点を置いています。ここでは、異なる分子量の重水素化P3HT分画の粉末と薄膜の詳細な調査結果を示します。粉末サンプルには、ゲル浸透クロマトグラフィー（GPC）、示差走査熱量測定（DSC）、およびX線回折（XRD）を使用して、高分子の構造と結晶化挙動を調査しました。GPC調査の結果、すべての重量分率がかなり広い分子量分布を持っていることが示されました。DSC測定により、結晶化温度が強く減少し、最も重要なことに、分子量が減少するにつれて結晶性の度合いが有意に減少することが明らかになりました。薄い層の構造を横方向と垂直方向で研究するために、透過型電子顕微鏡（TEM）とX線低角入射回折（GID）の両方が利用されました。これらの方法は、低分子量分率の薄い層が無秩序なマトリックスに埋め込まれた明確に定義された結晶領域から成ることを示しています。異なる分子量を持つポリ(3-ヘキシルチオフェン)の分画から調製された層の輸送特性は、サンプルの結晶性によって大きく決定され、個々の結晶粒における鎖のパッキングの完全さによってではないと提案します。