在可结晶溶剂诱导的纳米限制环境中，基于模板的半导体聚合物自组装

《Materials Horizons》：Template-guided self-assembly of semiconducting polymers in crystallizable solvent-induced nanoconfinement

溶剂结晶诱导的纳米受限环境调控了共轭聚合物薄膜的结晶行为和链取向，pDPPBT与P3HT在溶剂晶体模板下分别呈现以界面为导向的链取向和双模态取向，显著提升场效应迁移率至5.60 cm2·V?1·s?1。

　　

共轭聚合物薄膜的形态和链取向对其电荷传输性能有显著影响。在这项研究中，我们研究了在由1,3,5-三氯苯（sym-TCB）这种在室温下即可结晶的溶剂添加剂形成的纳米限制环境中，半导体聚合物的溶液结晶行为。sym-TCB的不同浓度被添加到氯仿中，制备了二酮吡咯并噻吩（pDPPBT）共聚物、聚（3-己基噻吩）（P3HT）及其他聚合物的溶液。在薄膜制备过程中，sym-TCB晶体引导了聚合物区域的生长，形成了与溶剂晶体相同的球状形态。pDPPBT薄膜在介电界面处主要呈现侧向链取向，而P3HT则表现出双模取向：在薄膜顶部通过外延结晶形成面朝上的排列，在底部界面则呈现侧向排列。这种结晶行为在其他共轭聚合物系统中也有观察到。值得注意的是，以导电区域为模板形成的pDPPBT薄膜显著提高了场效应迁移率（约5.60 cm²V^-1s^-1），优于具有随机排列纤维状区域的对照薄膜（1.60–2.40 cm²V^-1s^-1）。这些发现表明，溶剂晶体诱导的纳米限制能够精确控制聚合物的多尺度有序结构，为提高有机薄膜晶体管的电荷传输性能提供了一种有效策略。