臺大工學院簡訊

　　有機半導體材料相比於矽為主體之無機半導體，由於成本低並可調控分子化學結構且可溶液製備薄膜，有利於大面積製程以及與可撓曲軟性基板整合。本研究藉由側鏈硫醚鏈的硫原子與主鏈噻吩環內硫原子間之分子內作用力所形成的分子內鎖(intramolecular lock)，所合成的DDTT-DSDTT有機小分子半導體材料具有較佳的共平面性結構，且因導入硫醚鏈側鏈使其具有良好的溶解度而易於溶於常用有機溶劑。而於溶液製程條件調控上，利用對於環境較友善的苯甲醚溶劑並透過剪切力塗佈法製作此有機半導體薄膜，並應用於有機場效應電晶體元件上。此電晶體之最高電洞遷移率可達3.19 cm² V^-1 s^-1，為目前全噻吩系列之可溶性有機小分子半導體最高電性效能。此外，利用DDTT-DSDTT有機半導體與聚α-甲基苯乙烯(PαMS)混摻後亦可維持高電性效能，經過溶液塗佈製程後有明顯的垂直相分離且仍維持小分子高結晶度。以重量百分比為1:1的比例，其中聚α-甲基苯乙烯置垂直分層於下層將有利於上層DDTT-DSDTT小分子有更好的分子排列，最高電洞遷移率仍可維持在2.44 cm² V^-1 s^-1，電偏壓應力測試時保有較小的閾值電壓位移(threshold voltage shift)及於大氣環境下有較佳的穩定性。（劉振良教授提供）

 

 

圖一、(a) DDTT-DSDT及PαMS分子結構、(b)剪切力塗佈法及分子排列示意圖。

 

 

 

圖二、混摻有機場效應電晶體之(a)轉移曲線、(b)輸出曲線。