研究目的
采用两步C-H活化策略，开发具有平衡空穴和电子迁移率的高迁移率双极共轭聚合物，用于印刷有机互补逻辑电路。
研究成果
两步C-H活化策略成功制备出具有高且平衡的空穴/电子迁移率、优异溶解性及适用于喷墨打印的双极性共轭聚合物，由此制得的有机互补逻辑电路过渡电压接近VDD/2，为印刷电子器件提供了一种低成本且普适的解决方案。
研究不足
喷墨打印器件的性能因环境加工和表面不均匀而逊于旋涂器件。尽管已测试更环保的替代溶剂，但其性能下降，且含氯有毒溶剂的使用可能限制工业适用性。
1：实验设计与方法选择：
采用两步C-H活化策略合成共聚物PDBD-T和PDBD-Se，涉及钯催化的C-H活化反应。OFET器件在PET基底上采用顶栅结构制备，并使用喷墨打印进行图案化。
2：样品选择与数据来源：
聚合物由特定单体（如DBD、噻吩、硒吩）合成。制备并表征了OFET器件。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Keithley 4200半导体表征系统、Microfab Jetlab II喷墨打印机、Schlenk管、热蒸发系统、旋涂仪及AFM/GIWAXS仪器。材料包括PET基底、金电极、PMMA介电层、铝栅极、o-DCB和TCE等溶剂，以及Herrmann-Beller钯环催化剂。
4：实验步骤与操作流程：
合成过程包含C-H活化聚合反应。器件制备包括旋涂或喷墨打印聚合物层、退火、沉积PMMA介电层和铝栅极，以及电学表征。
5：数据分析方法：
迁移率通过转移曲线的饱和区方程计算。GIWAXS和AFM用于结构和形貌分析。
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Keithley 4200
4200
Keithley
Semiconductor characterization system for measuring OFET electrical properties.
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Microfab Jetlab II
Jetlab II
Microfab
Inkjet printer for patterning semiconductor materials.
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MJ-AT printhead
MJ-AT
Microfab
Printhead used in the inkjet printer for depositing ink.
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Schlenk tube
Used for synthesis under inert atmosphere.
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Thermal evaporation system
For depositing metal contacts (e.g., gold, aluminum).
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Spin coater
For coating polymer layers on substrates.
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AFM
Atomic force microscopy for morphological analysis.
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GIWAXS
Grazing-incidence wide-angle X-ray scattering for structural analysis.
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PMMA
Dielectric material in OFETs.
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PET substrate
Flexible substrate for device fabrication.
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Gold contacts
Source-drain contacts in OFETs.
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Aluminum gate
Gate electrode in OFETs.
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Herrmann-Beller catalyst
Catalyst for C-H activation polymerization.
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P(o-anisyl)3
Ligand for polymerization.
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Cs2CO3
Base for polymerization.
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PivOH
Additive for polymerization.
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o-DCB
Solvent for polymer dissolution and spin-coating.
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TCE
Solvent for inkjet printing.
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Mesitylene
Greener solvent alternative for inkjet printing.
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PTFE syringe filter
0.45 μm
PTFE
For filtering polymer solutions before use.
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