Kopolimery blokowe w wysoko wydajnych tranzystorach
Zastosowanie materiałów polimerowych jest innowacyjną i niedrogą techniką umożliwiającą wytwarzanie struktur o wielkościach nanoskalowych. Polega ona na mieszaniu odpowiedniego roztworu. W przypadku kopolimerów blokowych można połączyć dwa lub więcej różniących się pod względem chemicznym monomerów w jeden łańcuch, a system uporządkuje się samodzielnie w skali nano. Zdolność do kontrolowanej samoorganizacji stanowi podstawę tego podejścia. W ramach projektu XLIM (Well-defined conjugated block copolymer nanofibers and their applications in photovoltaic devices) naukowcy zsyntetyzowali kopolimery blokowe zawierające poli(3-heksylotiofen) (P3HT) w celu uzyskania złożonych, funkcjonalnych obiektów nanoskalowych przy pomocy niskokosztowego przetwarzania roztworów. Co ważne, polimery blokowe okazały się przewodzić prąd, dzięki czemu nadają się do wykorzystania w urządzeniach elektronicznych. Zespół użył metodologii syntetycznej do wytworzenia kopolimerów blokowych złożonych z dwóch różnych sprzężonych segmentów. Po samoorganizacji te dwa bloki o różnych właściwościach mogą tworzyć uporządkowane struktury w postaci cylindrycznych miceli z krystalicznym rdzeniem. Przy pomocy opartej na krystalizacji metody samoorganizacji naukowcy mogli kontrolować ich długość, mieszczącą się w zakresie od kilkudziesięciu do ponad 800 nanometrów. Te cylindryczne micele wprowadzono z powodzeniem do aktywnej warstwy półprzewodnikowej tranzystorów polowych. Zaobserwowano, że długość cylindra wpływa na mobilność nośników ładunku, a tym samym na sprawność tranzystora. Stosując zmodyfikowane podejście, naukowcy dokonali również syntezy kopolimera trójblokowego. Polimery półprzewodnikowe są szczególnie ważne dla przemysłu elektronicznego. Dzięki modyfikowaniu długości kopolimerów materiały te mogą ulegać samoorganizacji w złożone struktury, służące za szablony do wytrawiania nanoskalowych obwodów tranzystorów. Metodę tę można wykorzystać do tworzenia jeszcze mniejszych i gęstszych elementów w tranzystorach.
Słowa kluczowe
Kopolimery blokowe, nanoskala, struktury, samoorganizacja, tranzystory polowe
