贵州大学材料与冶金学院刘迅成特聘教授团队在用于高性能场效应晶体管的共轭聚合物半导体材料研究中取得突破性进展，该工作以“Unravelling the Role of Electron Acceptors for the Universal Enhancement of Charge Transport in Quinoid-Donor-Acceptor Polymers for High-Performance Transistors”为题发表于国际顶级材料期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子18.8，中科院一区TOP，2021年谷歌学术期刊“化学和材料科学”领域排名第九）。贵州大学材料与冶金学院是论文的第一完成单位，贵州大学硕士研究生梁欢欢、刘成和华南理工大学博士研究生张泽升为第一作者，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为通讯作者。
刘迅成特聘教授及合作者前期在探索和开发高性能醌式聚合物半导体材料方面开展了一系列的研究工作（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 8355; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801874; J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 23497），他们提出了一种全新的醌式-给体-受体（Q-D-A）主链结构设计策略，可大幅提高聚合物主链的共平面性和数量级地提升载流子迁移率。然而，Q-D-A策略作为新兴的主链设计方法在构筑聚合物半导体材料方面的潜力还需深入挖掘，如何有效调控Q-D-A聚合物的光电性能从而进一步提高OFET的载流子迁移率和器件的工作稳定性亟待解决。
近日，刘迅成特聘教授团队及合作者通过改变Q-D-A共轭聚合物中的电子受体单元，有效调控了Q-D-A聚合物的LUMO能级、有效空穴质量、薄膜结晶性、结晶取向以及OFET器件的迁移率和工作稳定性，获得了综合性能更优异的Q-D-A聚合物，并系统研究了Q-D-A聚合物的化学结构-光电性质-器件性能的关系规律。有效空穴迁移率最高可达3.35 cm2 V–1 s–1，是基于传统旋涂加工方法的醌式聚合物中的最高值之一。该研究充分揭示了Q-D-A共轭聚合物中电子受体单元的作用，为开发具有高迁移率和优异工作稳定性的聚合物半导体提供理论基础和新思路，对加速聚合物半导体材料的发展有着重要意义。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202201903