目前報道的大部分高性能有機半導(dǎo)體材料是p型或n型材料。針對高性能雙極性有機半導(dǎo)體缺乏的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，中國科學(xué)院化學(xué)研究所的劉云圻院士課題組與華中科技大學(xué)的王帥教授課題組合作，在高性能雙極性聚合物半導(dǎo)體材料的研究領(lǐng)域取得了重要進展。基于經(jīng)典的吡咯并吡咯二酮（DPP）受體，他們利用受體（DPP）二聚策略，首次報道了雙吡咯并吡咯二酮（2DPP）新型聚合物，系統(tǒng)研究了DPP和2DPP類聚合物的光學(xué)、電學(xué)及OFET性能的變化規(guī)律。
經(jīng)典的DPP類材料以p型材料居多，主要歸因于該類材料具有較高的LUMO能級，不利于電子的注入。通過受體二聚策略合成的2DPP類聚合物材料，LUMO能級比DPP類聚合物的降低了0.1 eV，從而降低了電子的注入勢壘，使得2DPP類聚合物的電子遷移率得到了顯著的提升。其中P2DPP-BT相比PDPP-BT電子遷移率提升了180倍，由此證明受體二聚策略在改善材料電子遷移率方面具有良好的應(yīng)用價值。為了充分發(fā)揮有機半導(dǎo)體材料的柔性優(yōu)勢，OFET器件采用塑料基底，制備了可彎曲的柔性晶體管。基于P2DPP-TT構(gòu)筑的柔性晶體管空穴和電子遷移率分別高達(dá)4.16和3.01 cm2?V–1?s–1，達(dá)到目前柔性雙極性晶體管的最好性能。在塑料基底上，基于P2DPP-TT構(gòu)筑的反相器增益高達(dá)70，證明2DPP類材料將在柔性有機電路中具有較好的應(yīng)用前景。
該工作報道的4個2DPP類聚合物均表現(xiàn)出優(yōu)異的雙極性傳輸特性。平衡的雙極性證明了2DPP單體是一類優(yōu)異的雙極性材料構(gòu)筑單元。這一設(shè)計理念將對有機光電材料分子的設(shè)計和性能調(diào)控方面起到重要的影響。該工作發(fā)表在國際材料科學(xué)類頂級期刊Advanced Materials 上，楊杰（華中科技大學(xué)）和王翰林為本論文的并列第一作者，郭云龍研究員、王帥教授和劉云圻院士為本論文的通訊作者。
論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201606162/abstract
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