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  近年來，有機共軛聚合物由于具有優(yōu)異的半導體性質，其研究受到廣泛關注。人們發(fā)現聚合物的側鏈不僅可以提高聚合物在有機溶劑中的溶解性，而且可以影響聚合物的半導體性能。 

  在中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項的支持下，化學所有機固體院重點實驗室的科研人員在調控側鏈改變聚合物半導體性能的研究方面取得系列研究進展。他們在聚合物側鏈中引入脲基團，得到了側鏈含功能基團的共軛聚合物，如圖1所示。由于側鏈間的氫鍵相互作用，聚合物薄膜的有序性增強；與不含脲基團的聚合物相比，其場效應晶體管遷移率由3.4 cm²V^-1s^-1提升到13.1 cm²V^-1s^-1，體異質結太陽能電池光電轉換效率也由3.8%提升到6.8%。此研究結果為聚合物側鏈的研究提供了新的思路，最近發(fā)表在《美國化學會志》上 (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 173)。 

  進一步研究發(fā)現，在共軛給-受體聚合物（DPPTTT）薄膜中引入四甲基銨鹽，共軛聚合物薄膜的載流子遷移率得到了大幅提高。以此摻雜后的共軛高分子薄膜制備的場效應晶體管的遷移率達到26.2 cm²V^-1s^-1，而且具有高開關比、強空氣穩(wěn)定性。對其機理研究表明，四甲基銨鹽的存在限制了側鏈扭轉，使薄膜有序性得到了提高，從而提升了其半導體性能（Sci. Adv.2016, 2, e1600076.）。該結果被NanotechWeb以“Ionic additive improves OFETs”為題進行了報道。 

圖1 側鏈含有脲基團的共軛聚合物與其薄膜結構和半導體性能變化