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加工条件对P3HT薄膜添加剂DISC图案化的影响
摘要: 在亚微米尺度上开发半导体聚合物器件图案化方法具有重要需求。掺杂诱导溶解控制(DISC)图案化是一种新近发表的半导体聚合物图案化方法,已实现亚微米级分辨率。该方法通过向共轭聚合物中依次添加分子掺杂剂(此处为2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷(F4TCNQ))发挥作用:掺杂区域的?;す查罹酆衔锩庥谌芙?,而未掺杂区域则使聚合物溶解到溶液中。本研究探究了影响图案分辨率的关键因素,确定聚合物初始结晶度(本文采用聚(3-己基噻吩)(P3HT))和显影溶剂质量是两个决定性要素。研究发现掺杂剂在高度结晶的P3HT薄膜中比非晶薄膜更易扩散,且掺杂剂扩散会降低图案保真度;同时显影溶剂的选择会影响图案保真度及掺杂剂在图案化聚合物域内的分布。最终证实,使用在P3HT薄膜中扩散速度慢于F4TCNQ的掺杂剂可实现更高保真度的薄膜图案化。这些发现共同为优化任意聚合物/掺杂剂组合的加法型DISC图案化提供了路线图。
关键词: 结晶度、半导体聚合物、显影溶剂、图案保真度、P3HT、DISC图案化、F4TCNQ
更新于2025-11-21 11:08:12
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天然橡胶基体中的光降解性MEH - PPV:迈向用于实时光剂量测量的生物相容性比色薄膜
摘要: 本文报道了一种将光降解聚合物发光体——聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯]-OC10C6-PPV(MEH-PPV)掺入惰性天然橡胶(巴西橡胶树-Hevea brasiliensis)-C5H8(NR)基质中的创新策略,用于监测和记录光疗患者(尤其是新生儿黄疸治疗)所接受的辐射剂量。通过模拟实际光疗条件的时间趋势荧光光谱研究,表征了MEH-PPV/NR发光体系在光降解过程中的荧光变化,并利用颜色与剂量的关联性确定了该彩色薄膜剂量计的剂量响应关系。研究还对光解前后的OC10C6-PPV/C5H8提取物进行了细胞毒性测试(CHO-K1细胞系)。实验结果表明,这种光降解聚合物/天然橡胶复合材料有望作为生物相容性皮肤贴片,通过监测光照暴露情况来改善光疗、光动力疗法、激光治疗及放射治疗中的患者护理。
关键词: 医疗设备、剂量计、可打印设备、光氧化、有机设备、半导体聚合物、放射肿瘤学
更新于2025-11-14 15:18:02
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半导体聚合物MEH-PPV的侧链动力学
摘要: 采用准弹性中子散射技术(QENS)研究了发光聚合物聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯]中烷基侧链的纳米尺度动力学特性。测量在聚合物玻璃化转变温度以下进行(T ≤ Tg ≈ 353 K),此时主链处于刚性状态且不会导致QENS信号展宽。通过包含静态项和两个表征柔性侧链动力学特性的分析扩散模型,实验数据获得了极佳拟合。观测到的两种动力学过程均呈现局域化特征,且与温度无显著关联。较快过程(室温下特征时间约18皮秒)对应烷基链末端质子的平均迁移率,较慢过程(室温下特征时间约170皮秒)则对应最靠近主链的烷基链另一端质子。虽然参与QENS信号的移动质子比例随温度升高而增加,但质子局部运动的特征时间尺度和受限空间主要取决于聚合物的构象状态。? 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019, 136, 47394.
关键词: 准弹性中子散射、半导体聚合物、光学与光伏应用、聚合物动力学、光谱学
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过两步C-H活化策略制备具有超高平衡空穴和电子迁移率的用于印刷有机互补逻辑的双极共轭聚合物
摘要: 高迁移率双极型共轭聚合物严重匮乏,尽管其在柔性及印刷塑料器件与电路领域具有巨大潜力。本研究通过两步C-H键活化策略,开发出具有超高平衡空穴与电子迁移率的双极聚合物。以二酮吡咯并吡咯-苯并噻二唑-二酮吡咯并吡咯(DBD)及其噻吩/硒吩单元共聚物(简称PDBD-T和PDBD-Se)为例,PDBD-Se在柔性有机场效应晶体管中展现出高效双极传输特性,空穴与电子迁移率分别高达8.90和7.71 cm2 V?1 s?1,为双极共聚物筛选树立了里程碑?;诟眯阅苤副暧肓己萌芙庑?,PDBD-Se被研究作为喷墨打印半导体墨水用于有机互补逻辑电路。在环境条件下加工时,最大空穴与电子迁移率分别达到6.70和4.30 cm2 V?1 s?1。成功制备出过渡电压接近VDD/2的印刷互补反相器与NAND门电路,为印刷电子与逻辑器件提供了易操作、通用性材料。
关键词: 双极传输、半导体聚合物、有机电路、喷墨打印、碳氢键活化
更新于2025-09-23 15:22:29
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吸附于金表面烷基硫醇自组装单分子层上的结晶P3HT薄膜的结构与构象
摘要: 采用全原子分子动力学模拟方法,研究了在末端修饰正烷基硫醇自组装单层膜(SAM)的金(Au)基底上,头对头取向的规则排列聚(3-己基噻吩)(P3HT)晶体的结构与构象特性。选择这种边缘取向沉积方式是因为该构型具有最佳能量稳定性,且在有机薄膜晶体管中能产生最高载流子迁移率。通过详细的从头算计算获得了整体Au/SAM界面层的晶胞参数。采用全原子力场研究了Au/SAM基底上不同P3HT堆叠层数的体系,以阐明聚合物厚度对系统结构特性的影响。所有最终结构均表现出良好的稳定性和平衡性。研究不仅揭示了与SAM直接接触的P3HT晶层结构,还分析了聚合物膜深层的晶层特征。模拟结果表明,P3HT薄膜的大部分构象和堆积特性与块状结晶P3HT材料基本相似,说明其结构不受下方Au/SAM基底存在的影响。
关键词: DFT计算、半导体聚合物、分子动力学模拟、自组装单层膜、P3HT
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于癌症外泌体多重鉴别的近红外余辉半导体纳米聚复合物
摘要: 作为从源细胞继承遗传和蛋白质信息的纳米级胞外载体,外泌体的检测对癌症早期诊断具有重要前景。然而,具有高特异性和低介质背景的光学传感器在外泌体检测中仍具挑战性。本研究首次开发出无需实时光照激发的发光纳米传感器,可实现癌症外泌体的多重区分。该余辉发光纳米传感器由近红外(NIR)半导体聚电解质(ASPN)与淬灭剂标记的适体静电复合而成。由于ASPN与淬灭剂间高效的电子转移,纳米复合物(ASPNC)的余辉信号初始被淬灭;而当存在适体靶向的外泌体时,ASPN/淬灭剂间距增大从而激活余辉信号。由于余辉检测在光照停止后进行,样品背景信号大幅降低,使其在细胞培养液中的检测限比荧光检测低近两个数量级。更重要的是,只需改变适体序列即可轻松定制ASPNC来检测不同外泌体蛋白。这种结构多功能性使ASPNC能对多个外泌体样本进行正交分析,有望精确定位外泌体的细胞来源以实现癌症诊断。
关键词: 光学成像、半导体聚合物、纳米材料、生物传感器、外泌体
更新于2025-09-23 02:50:56
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侧链含偶氮苯基团的共轭聚合物光可调场效应晶体管
摘要: 具有光开关行为的半导体共轭聚合物在电子特性可调的场效应晶体管(FET)中需求很高。本文通过将光致变色单元(偶氮苯)引入柔性侧烷基链,为光响应性共轭聚合物建立了一种新设计策略。研究表明,DPP(二酮吡咯并吡咯)-四噻吩聚合物(PDAZO)侧链中的偶氮苯基团能以完全可逆且快速的方式进行反式/顺式光异构化。成功利用PDAZO薄膜制备出具有双稳态的光学可调FET,在约28秒紫外光照射后漏源电流降低80.1%,再经约33秒可见光照射即可轻松恢复。这种快速光学可调FET此前未见报道。此外,该电流光调制可在多次光照循环中实现,且具有良好的抗光疲劳性。同时,通过交替紫外和可见光照射可逆调节PDAZO薄膜的载流子迁移率?;诶砺奂扑愫虶IWAXS数据推测,PDAZO中偶氮苯基团反式/顺式光异构化引起的偶极矩和构型变化会影响链内和链间电荷传输,这正是PDAZO薄膜FET呈现光学可调行为的原因。
关键词: 侧链烷基、半导体聚合物、薄膜场效应晶体管、偶氮苯、光响应性
更新于2025-09-23 22:20:41
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基于十二硼烷设计的阴离子静电屏蔽掺杂剂可提高掺杂共轭聚合物的载流子迁移率
摘要: 调节共轭聚合物电子特性最有效的方法之一是使用小分子氧化剂进行掺杂,在聚合物上产生空穴和分子阴离子。但大多数掺杂剂的阴离子会产生强静电作用,使聚合物上的空穴局域化,从而降低其迁移率。本研究采用一种新策略:利用取代硼团簇作为共轭聚合物的分子掺杂剂。通过设计具有高氧化还原电位且对核内电子密度实施空间位阻?;さ耐糯?,获得了高度离域的极化子,其迁移率与未引入阴离子掺杂的薄膜相当。交流霍尔效应测量表明,尽管硼团簇掺杂薄膜的结晶性较差,但其导电率和极化子迁移率仍比F4TCNQ掺杂薄膜高出约一个数量级。此外,自由载流子数量与硼团簇数量基本匹配,实现了≈100%的掺杂效率。这些结果表明:?;ぜ用馐芤趵胱佑跋焓腔竦酶咴亓髯忧ㄒ坡实墓丶蛩兀馞4TCNQ这类掺杂剂所需的高聚合物结晶性,主要是为了使抗衡离子远离聚合物主链。
关键词: 迁移率、分子掺杂剂、库仑屏蔽、半导体聚合物、十二硼烷
更新于2025-09-23 22:23:30
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半导体聚合物纳米颗粒作为近红外二区荧光成像与光热治疗的安全激光能量下的诊疗系统
摘要: 结合第二近红外窗口(NIR-II,1000-1700 nm)荧光成像与安全激光能量密度下光热治疗(PTT)的诊疗系统,在临床前研究和实践中极具潜力,但开发具有足够有效NIR-II亮度和优异光热性能的此类系统仍具挑战。本研究报道了一种基于半导体聚合物纳米颗粒(L1057 NPs)的诊疗系统,可在980 nm激光照射下分别以低(25 mW/cm2)和高(720 mW/cm2)激光能量密度实现NIR-II荧光成像与PTT。综合消光系数、量子产率及NIR-II区发射占比等多参数评估,L1057 NPs的有效NIR-II亮度显著高于多数已报道有机NIR-II荧光团。其高亮度特性结合优异稳定性和良好生物相容性,能实现全身及脑血管实时成像,并高清晰度检测脑缺血性卒中与肿瘤。卓越的光热性能及980 nm波长的高最大允许曝光量(MPE)限值,使L1057 NPs可在安全激光能量密度下进行肿瘤PTT。该研究表明L1057 NPs作为安全激光能量密度下NIR-II成像与PTT的优异诊疗系统,在广泛生物医学应用中具有重要潜力。
关键词: 纳米粒子,有效的近红外二区亮度,半导体聚合物,光热疗法,荧光成像
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于高性能光电子应用的受控聚合物晶体/二维材料异质结构
摘要: 用于高性能光电子应用的受控聚合物晶体/二维材料异质结构
关键词: 外延、外延相互作用、半导体聚合物、石墨烯、晶体相互作用、过渡金属二硫化物、铁电聚合物、二维材料
更新于2025-09-19 17:13:59