Dehnbare konjugierte Stab-Coil-Poly(3-hexylthiophene)-block-poly(butyl acrylat) Dünnfilme für Anwendungen in Feldeffekttransistoren

Wir berichten über die Synthese, Morphologie und Eigenschaften von poly(3-hexylthiophene)-block-poly(butyl acrylat) (P3HT-b-PBA) für Anwendungen in dehnbaren Elektronik, die aus dem halbleitenden P3HT und den Blöcken mit niedriger Glasübergangstemperatur (Tg) PBA bestehen. Die P3HT-b-PBA-Dünnfilme haben sich in faserartige Nanostrukturen selbst angeordnet und die Kantenorientierung auch bei niedriger P3HT-Zusammensetzung beibehalten, basierend auf den Ergebnissen der Rasterkraftmikroskopie (AFM) und der Gitterbestrahlungs-Röntgendiffraktion (GIXD). Durch Variieren des P3HT/PBA-Verhältnisses nahm der Zugmodul ab, während die Blocklänge von PBA zunahm, von 0,93 GPa für P3HT auf 0,19 GPa für P3HT-b-PBA12k. Der Feldeffekttransistor (FET), der P3HT-b-PBA als aktive Schicht verwendet, wies eine hohe p-Typ Mobilität von über 10–2 cm2 V–1 s–1 auf, was auf seine gute Ladungstransporteigenschaft hinweist. Darüber hinaus hatte der auf P3HT-b-PBA6k basierende FET unter 100% Dehnung eine hohe Mobilität von 2,5 × 10–2 cm2 V–1 s–1 mit einem On/Off-Verhältnis von 7,2 × 106, und er behielt über 10–2 cm2 V–1 s–1 über 1000 Zyklen, was auf die vielversprechende Stabilität und Reproduzierbarkeit hinweist. Das Ergebnis zeigt, dass die neu entwickelten konjugierten Stab-Coil-Blockcopolymere potenzielle Anwendungen in dehnbaren elektronischen Geräten haben könnten.