利用綜合微觀結(jié)構(gòu)表征方法，發(fā)現(xiàn)取向膜中聚合物分子的骨架鏈沿磁場方向優(yōu)先排列。 利用同步輻射掠入射X射線衍射分析了不同溶劑磁力生長的P(-T2)薄膜的微觀結(jié)構(gòu)變化。 提出并證實了半導(dǎo)體聚合物薄膜磁取向生長的動力學(xué)機理，闡明了聚合物。 溶液中的分子聚集狀態(tài)誘導(dǎo)并決定了磁取向生長的過程。 并且通過制備基于強磁場生長誘導(dǎo)取向薄膜的OTFT器件，發(fā)現(xiàn)強磁感應(yīng)取向可以顯著提高聚合物半導(dǎo)體的載流子遷移率（高達(dá)4倍），實現(xiàn)非常高的載流子遷移率各向異性。 。 此外偏光顯微鏡研究聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，利用時間調(diào)制磁場技術(shù)控制P(-T2)薄膜面外方向的分子取向和織構(gòu)，顯著增強了分子鏈之間的面堆疊程度，提高了面外方向的結(jié)晶度，并使面外方向更有效。 該方向的電子遷移率增加了近兩個數(shù)量級。 同時，在通過時間調(diào)控膜結(jié)構(gòu)的過程中，深入探討了溶液涂布的成膜條件參數(shù)（如溶劑、成膜時間等）對分子取向和膜織構(gòu)的影響。 -調(diào)制磁場。 上述工作為探索和進一步提高高性能DA共聚物的光電性能提供了新的途徑，對于加深對強磁感應(yīng)下有機材料的生長動力學(xué)機制以及有機物與有機物之間的內(nèi)在關(guān)系的認(rèn)識也具有指導(dǎo)作用。薄膜結(jié)構(gòu)和器件性能。 。 2.為了解決取向薄膜形貌和厚度不均勻的問題偏光顯微鏡研究聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，我們首次采用強磁場下溶劑退火的方法對兩種DA型共聚物P(-T2)和DPP2T進行微加工通過溶液旋涂沉積的薄膜。 結(jié)構(gòu)控制實現(xiàn)了大面積、高取向的薄膜紋理。
通過綜合微觀結(jié)構(gòu)表征方法發(fā)現(xiàn)，該方法制備的聚合物薄膜不僅形貌和厚度的均勻性得到改善，而且薄膜中的分子取向度和薄膜結(jié)晶度均明顯優(yōu)于溶液涂布法制備的薄膜。磁場下的方法。 定向電影。 同時，還研究了磁場下溶劑退火的條件參數(shù)對所制備的半導(dǎo)體聚合物薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌的影響。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，退火時間的延長和高沸點溶劑顯著改善了薄膜的分子取向和結(jié)構(gòu)有序性。 基于實驗結(jié)果，提出了磁誘導(dǎo)溶劑退火調(diào)節(jié)聚合物薄膜結(jié)構(gòu)的機理。 最后，采用時間調(diào)制磁場結(jié)合溶劑退火的方法調(diào)控P(-T2)薄膜面外方向的分子取向，提高薄膜的面堆疊程度。 磁誘導(dǎo)溶劑退火方法與有機半導(dǎo)體器件的制備工藝具有良好的兼容性，因此將為提高OFET和太陽能電池等器件的性能提供非常有效的途徑。 3.采用改進的溶液浸涂方法，成功生長了大面積宏觀取向DA共聚物P(-T2)和薄膜。 利用偏光顯微鏡、偏光紫外可見光吸收光譜和原子力顯微鏡等測量技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)薄膜中的聚合物分子主鏈骨架在成膜過程中優(yōu)先沿液面向下方向取向，形成取向的納米級結(jié)構(gòu)。有序的晶域。 我們利用固液界面表面張力和溶劑蒸發(fā)誘導(dǎo)的分子自組織過程來解釋通過浸涂生長聚合物取向薄膜的微觀機制。
使用P(-T2)取向薄膜制備場效應(yīng)晶體管，顯著提高了電子遷移率（高達(dá)4倍），載流子各向異性高達(dá)19。這可歸因于擇優(yōu)取向引起的電荷傳導(dǎo)路徑的變化共軛聚合物主鏈。 我們提出的簡單有效的聚合物成膜方法具有很強的普適性，在低成本、高性能有機電子器件的開發(fā)中將具有重要的應(yīng)用潛力。 4.為了降低器件生產(chǎn)成本并提高器件性能，我們將三種DA共聚物半導(dǎo)體與廉價的聚苯乙烯混合制備半導(dǎo)體/絕緣體共混膜，并用該共混膜制備OFET器件以實現(xiàn)更純的DA。 共聚物器件中更高的載流子遷移率。 然而，人們發(fā)現(xiàn)基于不同DA共聚物的混合薄膜二極管器件的性能存在巨大差異。 我們采用綜合薄膜結(jié)構(gòu)表征方法對聚合物共混薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌進行了研究，發(fā)現(xiàn)DA共聚物本身的分子聚集特性和結(jié)晶度對相應(yīng)共混薄膜的微觀結(jié)構(gòu)具有決定性影響，從而顯著影響載體共混膜中不同方向的傳輸行為。 例如，對于結(jié)構(gòu)有序度較低的材料，/PS薄膜均勻地分散在整個薄膜中，形成三維連續(xù)的載流子傳輸通道。 對于高晶序的P(-T2)和PDVT，在與PS形成的混合薄膜中，半導(dǎo)體和絕緣體形成明顯的層狀結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體成分往往在薄膜表面富集，這對于OFETs非常重要和二極管。 電荷傳輸在兩種不同類型的器件中具有截然不同的效果。
