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    鮑哲南院士團隊，最新Nature Nanotechnology！
    來源： 時間：2023-07-14 09:47:51 瀏覽：2419次

    第一作者：Yu Zheng

    通訊作者：鮑哲南院士

    通訊單位：斯坦福大學(xué)

    DOI: 10.1038/s41565-023-01418-y




    研究背景

    可拉伸聚合物半導(dǎo)體（PSCs）對于柔性可拉伸電子器件至關(guān)重要，但是它們的環(huán)境穩(wěn)定性仍然是一個長期存在的問題。基于此，斯坦福大學(xué)鮑哲南院士等人報道了一種表面系固的納米結(jié)構(gòu)氟化分子保護層（FMPL），用于在惡劣環(huán)境下長期使用的有機場效應(yīng)晶體管（OFETs）中實現(xiàn)高度穩(wěn)定和可拉伸的PSC薄膜。其中，氟化烷烴對半導(dǎo)體表面處理的研究主要集中在影響半導(dǎo)體電荷傳輸?shù)木w有機小分子上。




    文章要點

    1、作者將全氟化烷烴固定在雙組分相分離的彈性PSC薄膜的橡膠相上。其中，F(xiàn)MPL的制備需要通過兩個關(guān)鍵步驟：（1）將含有大量非共軛C=C鍵的納米結(jié)構(gòu)的PSC/聚丁二烯疊氮（BA）交聯(lián)薄膜作為表面反應(yīng)位點涂覆；（2）在UV（365 nm）照射下，通過巰基反應(yīng)將1H, 1H, 2H, 2H-全氟化十硫醇（PFDT）分子原位固定聚在交聯(lián)PSC薄膜表面的聚丁二烯橡膠相上。氟化鏈可以填補PSC薄膜上的空隙，形成額外的密集排列的疏水納米結(jié)構(gòu)。

    2、FMPL的透水性為5.21×10-22 m2 s-1 Pa-1，而聚二甲基硅氧烷（PDMS）的透水性為3.99×10?16 m2 s-1 Pa-1，聚二甲基硅氧烷（PDMS）的透水性為1.11×10-19-1.19×10-18 m2 s-1 Pa-1，其中PDMS是一種常用的生物電子柔性封裝層。因此，FMPL有效地保護PSC薄膜免受水或生物流體的吸收和擴散。

    3、具體而言，PSC薄膜上FMPL（約6 nm厚）的表面系結(jié)導(dǎo)致在85-90%濕度的空氣中儲存8周或在水和人工汗液中浸泡5-6周后，載流子遷移率穩(wěn)定在約1 cm2 V-1 s-1。氟化PSC薄膜即使在機械變形下也保持可拉伸性和環(huán)境穩(wěn)定性，同時FMPL還提高了PSC薄膜在空氣中的光穩(wěn)定性。




    圖文展示

    圖1.可拉伸聚合物電子產(chǎn)品的長期環(huán)境穩(wěn)定性

    圖2.交聯(lián)復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的表面氟化

    圖3.不同薄膜的形貌表征

    圖4.晶體管的機械性能和電氣性能

    圖5.空氣中的環(huán)境和操作穩(wěn)定性 

    圖6.長期水、汗和光化學(xué)的穩(wěn)定性

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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