【综述】中科院化学所刘云圻课题组系统评述：新型共轭聚合物的设计合成及其在场效应晶体管的应用
无机场效应晶体管广泛应用在半导体电子工业中。相比无机场效应晶体管，有机场效应晶体管（OFET）具有质量轻，可溶液法加工以及柔韧性好等独特的优势，在柔性器件和可穿戴电子学中有良好的应用前景，因而受到了学术界和工业界的普遍关注。
近年来，以聚合物半导体材料构筑的晶体管性能得到了快速的发展。如何设计合成用于OFET的高性能聚合物半导体材料，一直是中国科学院化学研究所刘云圻课题组的追求目标。然而，分子结构对迁移率的影响仍缺少系统的比较。综述介绍了近年来国内外新型聚合物材料的最新进展。通过研究分子的化学结构及其聚集态结构与器件性能之间的关系，希望为以后设计合成新型的高性能聚合物材料提供有益的借鉴和指导。
图1常见的聚合物半导体材料分子示意图
杨杰博士生和刘云圻院士等系统评述了不同种类的共轭聚合物的合成及其在场效应晶体管的应用，包括吡咯并吡咯二酮、异靛蓝、苯并二呋喃二酮型对苯撑乙烯、萘酰亚胺等聚合物材料。综述按照材料的种类以及载流子的传输类型，对高性能聚合物材料的发展过程、设计思路以及相应的OFET性能进行了系统地归纳总结。通过总结文献，发现获得高迁移率的聚合物半导体材料的可行策略是设计具有良好的主链共轭和平面性，合适的HOMO或LUMO能级和排列有序，结晶性好等特点的聚合物。目前，p型材料性能已经取得很大的进展，n型和双极性材料的发展相对滞后，尤其是空气稳定的电子传输材料更是缺乏，这是由于强吸电子的受体单元种类很少。因此设计合成新的受体单元是本领域的重要任务。上述的设计策略有望对以后的新型高性能半导体材料的合成提供有益的指导。
参考文献
Jie Yang, Jin-yang Chen, Yun-long Sun, Long-xian Shi, Yun-long Guo, Shuai Wang, Yun-qi Liu. Design and Synthesis of Novel Conjugated Polymers for Applications in Organic Field-effect Transistors. Acta Polymerica Sinica(高分子学报), 2017, (7): 1082 – 1096
链接地址
DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17020
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