半导体聚合物/石墨烯共混薄膜的强磁诱导生长及其电荷传输研究

苏松林^1,2，潘国兴¹，肖旭华^1,2，张发培¹

1. 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心极端条件凝聚态物理安徽省重点实验室2. 中国科学技术大学

摘 要：我们将P（NDI2OD-T2）等半导体聚合物与石墨烯纳米片通过溶液相共混,制备了薄膜场效应晶体管（OFET）。发现无论是P型还是N型器件,掺混石墨烯都显著地提高其载流子迁移率。并且采用强磁场下的溶液滴涂方法来生长P（NDI2OD-T2）/石墨烯共混薄膜,获得了高取向薄膜。发现相比于"纯"半导体聚合物,加入少量的石墨烯纳米片可显著提高共混薄膜中聚合物主干链取向程度、增强OFET器件的电子迁移率各向异性。此外还利用旋转磁场来调控薄膜中主干链共轭平面的面外方向取向,进一步了提高薄膜的电荷传输性能。我们认为,P（NDI2OD-T2）链聚集体与石墨烯π平面构成的组合体可增强主干链取向并在聚合物畴界处形成快速的电荷传输通路,从而提高薄膜的电荷传输。

关键词：半导体聚合物;石墨烯;强磁场;场效应晶体管;