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鮑哲南院士團(tuán)隊(duì),最新Nature Nanotechnology!
來源: 時(shí)間:2023-07-14 09:47:51 瀏覽:2001次

第一作者:Yu Zheng

通訊作者:鮑哲南院士

通訊單位:斯坦福大學(xué)

DOI: 10.1038/s41565-023-01418-y




研究背景

可拉伸聚合物半導(dǎo)體(PSCs對于柔性可拉伸電子器件至關(guān)重要,但是它們的環(huán)境穩(wěn)定性仍然是一個(gè)長期存在的問題?;诖?,斯坦福大學(xué)鮑哲南院士等人報(bào)道了一種表面系固的納米結(jié)構(gòu)氟化分子保護(hù)層(FMPL),用于在惡劣環(huán)境下長期使用的有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFETs)中實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定和可拉伸的PSC薄膜。其中,氟化烷烴對半導(dǎo)體表面處理的研究主要集中在影響半導(dǎo)體電荷傳輸?shù)木w有機(jī)小分子上。




文章要點(diǎn)

1作者將全氟化烷烴固定在雙組分相分離的彈性PSC薄膜的橡膠相上。其中,F(xiàn)MPL的制備需要通過兩個(gè)關(guān)鍵步驟:(1)將含有大量非共軛C=C鍵的納米結(jié)構(gòu)的PSC/聚丁二烯疊氮(BA)交聯(lián)薄膜作為表面反應(yīng)位點(diǎn)涂覆;(2)在UV(365 nm)照射下,通過巰基反應(yīng)將1H, 1H, 2H, 2H-全氟化十硫醇(PFDT)分子原位固定聚在交聯(lián)PSC薄膜表面的聚丁二烯橡膠相上。氟化鏈可以填補(bǔ)PSC薄膜上的空隙,形成額外的密集排列的疏水納米結(jié)構(gòu)。

2、FMPL的透水性為5.21×10-22 m2 s-1 Pa-1,而聚二甲基硅氧烷(PDMS)的透水性為3.99×10?16 m2 s-1 Pa-1,聚二甲基硅氧烷(PDMS)的透水性為1.11×10-19-1.19×10-18 m2 s-1 Pa-1,其中PDMS是一種常用的生物電子柔性封裝層。因此,FMPL有效地保護(hù)PSC薄膜免受水或生物流體的吸收和擴(kuò)散。

3、具體而言,PSC薄膜上FMPL(約6 nm厚)的表面系結(jié)導(dǎo)致在85-90%濕度的空氣中儲存8周或在水和人工汗液中浸泡5-6周后,載流子遷移率穩(wěn)定在1 cm2 V-1 s-1。氟化PSC薄膜即使在機(jī)械變形下也保持可拉伸性和環(huán)境穩(wěn)定性,同時(shí)FMPL還提高了PSC薄膜在空氣中的光穩(wěn)定性。




圖文展示

1.可拉伸聚合物電子產(chǎn)品的長期環(huán)境穩(wěn)定性

2.交聯(lián)復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的表面氟化

3.不同薄膜的形貌表征

4.晶體管的機(jī)械性能和電氣性能

圖5.空氣中的環(huán)境和操作穩(wěn)定性 

圖6.長期水、汗和光化學(xué)的穩(wěn)定性

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全部 3小時(shí)前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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