具有可溶解性的芳香聚酰亚胺（PI）具有出色的耐化学性、热稳定性、低温可加工性和机械柔韧性，因而是良好的栅极介电层聚合物材料，广泛应用于有机场效应晶体管（OFET）器件的制备。然而，可溶性PI绝缘材料的分子结构对OFET电性能的影响尚不明确，需要进一步系统研究。
近期，研究人员选用了四种不同结构的可溶性PI作为栅极介电层，研究了不同分子结构PI材料的介电及相关电性能；分别基于芳香二酐（6FDA）和脂环二酐（DOCDA）与不同主链及侧基单元的芳香二胺组合，考察了二酐及二胺化学结构对器件性能的影响。
研究结果表明，PI材料的介电性能显著影响有机半导体（OSC）薄膜的电荷传输和结晶度，而材料的介电性能主要取决于可溶性PI的结构类型、表面能及热稳定性能。此外，基于TIPS-pentacene的OFET的电特性测试结果表明，6FDA系列可溶性PI导致了高场效应迁移率、阈值电压接近为零，并且在偏置应力下具有良好的电气稳定性，是最有希望的栅极介电材料。
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研究人员进一步通过低温溶液处理方法，成功将PI超薄柔性基底应用于OFET器件的制备，在机械柔韧性测试之后器件没有出现明显的电性能损失。该研究成果有利推动了可溶性PI在栅极介电材料方面的应用，对开发具有高器件性能的柔性电子器件有积极意义。
研究成果发表在国际学术期刊 ACS Appl. Mater. Inter.（2019，Published online），第一作者和通讯作者分别为韩国化学技术研究所（KRICT）的H. Park、S. Yoo和S. Jung、Y.H. Kim。
来源：聚酰亚胺科技
