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给体-受体(D-A)型共轭聚合物是目前最重要的高迁移率半导体材料品种,但它们通常采用卤代溶剂加工,限制其未来应用。因此,开发适合于非卤代溶剂加工的聚合物半导体材料非常重要。本论文提出通过引入较多烷基链以及合成三组份无规共聚物,提高聚合物溶解性的研究思路,合成了两个系列D-A型共轭聚合物,详细研究了分子结构、溶解性、薄膜微结构以及与有机薄膜晶体管(OTFTs)性能之间的关系,获得了可采用非卤代溶剂加工的D-A型共轭聚合物半导体材料。主要研究内容和结果如下: 1.通过选取吡咯并吡咯二酮(DPP)或异靛蓝(IID)为受体单元、具有平面刚性结构的萘并[1,2-b:5,6-b]二噻吩(NDT)或(E)-1,2-二(噻吩-2-基)乙烯(TVT)为给体单元,并分别向这两类单元引入正十六烷基作为致溶基团,合成了四个D-A型共轭聚合物。它们的溶解性顺序为P(IID-TVT)>P(IID-NDT)>P(DPP-TVT)>P(DPP-NDT)。前三个聚合物可以通过四氢萘旋涂制备OTFT器件,其中P(DPP-TVT)和P(IID-NDT)能够形成共轭主链采取edge-on排列的有序薄膜。基于P(DPP-TVT)的OTFT器件未退火时表现出理想的转移曲线,迁移率达到0.27cm2V-1s-1,进一步退火处理对迁移率提升作用不大,在250℃时,最大值为0.35cm2V-1s-1。 2.向P(DPP-TVT)中引入第三组分-噻吩3位取代的TVT(2D-TVT)单元,该单元具有二维共轭特征。采用微波辅助的Stille共聚反应合成了一系列无规共轭聚合物。随2D-TVT含量的增加,聚合物在四氢萘中溶解性逐渐提高,最高溶解度达到35mg/ml。同时,分子前线轨道能级和薄膜的有序性随2D-TVT含量的增加逐渐降低。当2D-TVT的含量为40%和60%时,不需要退火处理,相应无规聚合物的OTFT器件具有理想的转移特性曲线,迁移率达到0.4cm2V-1s-1。