Dit onderzoek wordt geleid door Prof. Yunqi Liu (Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences) en Prof. Yunlong Guo (Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences). Ambipolaire polymere halfgeleiders hebben brede toepassingen in elektronische apparaten zoals organische veldeffecttransistoren (OFET's), logische schakelingen, en organische lichtemitterende transistors (OLET's). Hoewel er enkele hoogwaardige ambipolaire polymeren zijn ontwikkeld, hun opto-elektronische apparaten worden over het algemeen verwerkt uit giftige gechloreerde oplosmiddelen. Om de commerciële toepassingen van organische elektronische apparaten te bereiken, de polymeren moeten worden verwerkt uit niet-gechloreerde oplosmiddelen. Echter, de meeste halfgeleidende polymeren zijn nauwelijks oplosbaar in niet-gechloreerde oplosmiddelen.

Het team wilde hoogwaardige ambipolaire polymeren ontwikkelen die kunnen worden verwerkt uit niet-gechloreerde oplosmiddelen. Ze dachten dat het verlagen van het molecuulgewicht van polymeren een effectieve manier zou kunnen zijn om de oplosbaarheid van polymeren in niet-gechloreerde oplosmiddelen te verbeteren. Op basis van dit idee, ze synthetiseerden een op isoindigo gebaseerd polymeer (PITTI-BT) door een monomeer met een grote molmassa te ontwerpen. Het monomeer heeft een grote molmassa van 2203 g/mol, wat de polymerisatiereactiesnelheid kan vertragen en het molecuulgewicht van het polymeer kan verlagen. Als resultaat, PITTI-BT vertoonde een lage m _N van 18,3 kDa en was zeer goed oplosbaar in gechloreerd oplosmiddel (o-dichloorbenzeen) en niet-gechloreerd oplosmiddel (p-xyleen).

In aanvulling, om de prestaties van OFET-apparaten te verbeteren, ze probeerden de mogelijkheid van polymeeruitlijning op basis van PITTI-BT te onderzoeken met behulp van een eenvoudige excentrische spincoating (SC) -methode. De UV-vis absorptiespectra gaven aan dat PITTI-BT pre-aggregatie kon vormen in zowel p-xyleen- als o-dichloorbenzeenoplossingen, wat gunstig was voor de vorming van uitgelijnde polymeerfilms in vaste toestand. Zoals blijkt uit atomaire krachtmicroscopie (AFM), off-center spin-coated films van o-dichloorbenzeen en p-xyleen oplossing bereikten goed uitgelijnde uitlijning. Eindelijk, de onderzoekers fabriceerden OFET-apparaten van p-xyleen met behulp van een excentrische SC-methode. De apparaten behaalden record ambipolaire prestaties met gaten- en elektronenmobiliteiten van 3,06 en 2,81 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ , respectievelijk. In tegenstelling tot, de apparaten die een traditionele on-center SC-methode gebruikten, vertoonden alleen gaten- en elektronenmobiliteiten van 1,51 en 1,31 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ , respectievelijk. De combinatie van niet-gechloreerde oplosmiddelen en een goed uitlijningsproces zorgt voor een effectieve en milieuvriendelijke benadering om hoogwaardige ambipolaire transistors te realiseren.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nationale wetenschappelijke recensie .