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  共軛聚合物因同時具有半導體的光電性質和良好的溶液加工性能，作為活性層已被廣泛應用于有機場效應晶體管（OFETs）等薄膜有機光電器件中。目前，OFET器件的性能已經超過非晶硅器件，但高遷移率n型聚合物較少，性能也落后于p型聚合物。

  設計高遷移率n型聚合物，需要考慮以下因素：

（1）低的分子前線軌道能級，在實現電子的有效注入和傳輸的同時，抑制空穴的注入。

（2）平面剛性的共軛骨架，有助于降低共軛骨架的重組能，提高電荷傳輸能力。

（3）引入合適的烷基取代側鏈，提高共軛聚合物的溶解性，實現溶液加工。

  基于以上考慮，中國科學院長春應用化學研究所耿延候教授課題組設計并合成如下圖所示的基于異靛藍并[7,6-g]異靛藍（DIID）的共軛聚合物（P0F，P2F和 P4F），向缺電子的平面剛性DIID單元中引入氟原子可以進一步降低前線軌道能級；與乙烯單元交替排列，可以提高共軛骨架的平面性和電子云的離域程度。

（聚合物的分子結構，前線軌道能級和遷移率變化關系圖）

  這三個聚合物均具有寬的吸收光譜，吸收范圍在400-1000 nm，光學帶隙約為1.25 eV；隨著氟原子數目的增加，聚合物的最高占有分子軌道(HOMO)和最低空分子軌道(LUMO)能級依次下降0.1-0.2 eV。以這三個聚合物作為活性層，制備了頂柵-底接觸型OFET器件，隨著氟原子數目的增加，聚合物的傳輸性質由雙極傳輸變為n型傳輸。 P0F和P2F是雙極傳輸型聚合物，空穴遷移率（μh）分別達到0.11和0.30 cm2V-1s-1，電子遷移率（μe）分別達到0.22和1.19 cm2V-1s-1. P4F是n型聚合物，μe達到0.18 cm2V-1s-1。

  這一研究工作最近在線發表在學術期刊高分子學報（ACTA POLYMERICA SINICA） (doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17022）上，博士生江宇是該論文的第一作者，耿延候教授為通訊作者。該項工作得到國家重點研發計劃（2016YFB0401100）和國家自然科學基金（51333006）的資助。

參考文獻

Yu Jiang, Yao Gao, Hong-kun Tian, Jun-qiao Ding, Yan-hou Geng, Fo-song Wang. Synthesis and Semiconducting Properties of Conjugated Polymers Based on Fluorinated Isoindigo[7,6-g]isoindigo. Acta Polymerica Sinica, 2017, (7): 1141 - 1149

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DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17022