近日，我校材料与冶金学院硕士生刘成在国际顶级材料期刊Journal of Materials Chemistry A（简称JMCA，影响因子12.7，一区TOP）上发表了论文，并被主编推荐入选2021热点论文合辑（HOT Papers）和Back Cover文章。
该项研究为构造新型高迁移率有机半导体材料提供了全新的分子设计策略，为助推醌式共轭聚合物的发展迈出了重要的一步。相关研究成果以“Unprecedented Quinoid-Donor-Acceptor Strategy to Boost Carrier Mobilities of Semiconducting Polymers for Organic Field-Effect Transistors”为题发表。该论文的第一单位为贵州大学，第一作者为贵州大学材料与冶金学院硕士生刘成，通讯作者为贵州大学刘迅成特聘教授、华南理工大学陈军武教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅高级研究员。该研究得到了加州大学伯克利分校的Christopher L. Anderson博士和华南理工大学张连杰教授的帮助，并获得贵州大学一流学科特设岗位基金、贵州省科学技术基金、广东省高性能与功能高分子材料重点实验室开放基金的支持。
图1. a)p-AQM和其他基态稳定的醌式结构单元的化学结构；b)本研究报道的聚合物PAQM-BT及其参照聚合物PAQM-3T和PT3B1的分子结构；c)基于常规旋涂加工法的PAQM-BT、PAQM-3T、PT3B1及其他醌式聚合物的空穴迁移率。
图2.a)室温下PAQM-BT和PAQM-3T的氯苯溶液和薄膜的紫外-可见吸收光谱; b) PAQM-BT和c) PAQM-3T在氯苯溶液中从20°C逐渐加热到100°C时紫外-可见吸收光谱;d) PAQM-BT、PAQM-3T和PT3B1的能级和带隙。
图3. PAQM-BT在250°C退火的OFET器件的a) 输出特性曲线和b)转移特性曲线; c) 不同退火温度下PAQM-BT的空穴迁移率和结晶的coherence length; d) PAQM-BT、PAQM-3T和PT3B1的空穴迁移率和有效空穴质量。
图4. PAQM-BT薄膜的GIWAXS衍射图：a)未退火，b) 150°C退火，c) 250°C退火；PAQM-BT薄膜的AFM图：d)未退火，e) 150°C退火，f) 250°C退火。
图5. a)三种聚合物的二聚体的最优几何构型；b)三种聚合物二聚体的模拟计算的分子轨道分布和能级；c)三种聚合物的模拟能带结构和态密度(DOS)。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D1TA06383A