材料系劉振良教授團隊與中央大學化學系陳銘洲教授和日本山形大學東原知哉教授合作，利用硫烷基側鏈的分子結構設計聚合出poly[(3-alkylthio)thiophene]s (P3ATTs)系列高分子半導體材料，此設計可有效昇高分子半導體的自組裝性質及其電子元件效能之潛力，研究成果於2021年7月刊登於美國化學學會ACS Applied Materials & Interfaces期刊，並獲選為該期supplementary cover。
Poly(3-alkylthiophenes) (P3ATs)因其可溶液製程、可靈活調整的化學結構以及高電洞傳輸性能而廣泛地運用於各式有機電子元件，在聚噻吩衍生物中又以poly(3-hexylthiophene) (P3HT)最具有代表性且深入地研究，其中立體規則度(regioregularity)與分子量對於高分子堆疊與排列及所相對應載子傳輸能力有很大的影響力。此外，具有官能基化側鏈的化學結構設計更可一步地調整電子能階、表面形貌及微結構排列。
本研究中將一硫元素加入烷基側鏈基對聚噻吩衍生物的固態結構及電性進行調控。而所合成並分析P3ATTs這一系列的高分子半導體，包括poly(3-hexylthiothiophene) (P3HTT)、poly(3-decylthiothiophene) (P3DTT)與poly(3-(2-ethyl)hexylthiothiophene) (P3EHTT)，透過硫烷基取代原本烷基側鏈，利用S-S與S-π的作用力，使π-π堆疊間距減小與主鏈排列方向性為決定元件效能最關鍵性的因素。在此並溶液剪切力塗佈法被用來製備具有高度取向性之高分子薄膜並應用於有機場效應電晶體，於P3HTT與P3DTT的電洞遷移率分別達到1.48×10-2與7.67×10-3 cm2 V-1 s-1。
利用硫化烷基側鏈設計有效改善高分子堆疊密度及表面形貌
劉振良教授團隊研究成果獲選為2021年7月份ACS Appl. Mater. Interfaces期刊supplementary cover。