有机半导体（OSCs）通常是π共轭分子，其具有所需的属性，例如与大面积和低成本制造的兼容性以及柔性，可拉伸和轻巧的外形。在OSCs中，分子取向在控制载流子传输方面具有至关重要的作用。但由于缺乏系统地调节半导体层取向的方法，分子取向如何控制表面掺杂仍然不清楚。而表面掺杂已被认为是通过整数电荷转移、电荷转移络合物（CPX）形成或离子交换来控制有机薄膜电学性质的有效策略。
近日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Ying Diao，国科大张凤娇副教授报道了以聚[[2,5-双（2十八烷基）-2,3,5,6-四氢-3,6-二酮基吡咯并[3,4-c]吡咯1,4-二基] -alt-（2-辛基壬基）- 2,1,3-苯并三唑]（DPP-BTz）作为模型化合物，研究了分子取向在共轭聚合物薄膜表面掺杂过程中提高载流子迁移率中的关键作用
文章要点
1）基于形貌表征和电学性质测量，研究人员阐明了聚合物薄膜中的面状堆积通过使π平面暴露于掺杂剂而促进电荷转移反应，从而在低掺杂率下产生宿主/掺杂剂相互作用位点。
2）研究人员推断有机薄膜的正面取向也有利于垂直电荷传输。结果显示，通过自上而下的陷阱填充机制调整了载流子的传输性能，从而使载流子的最大迁移率增加了五倍。
这些结果表明，可以通过控制OSCs层的分子取向从根本上控制表面掺杂效应，从而实现对载流子传输的优化。
Fengjiao Zhang, et al, Orientation-Dependent Host–Dopant Interactions for Manipulating Charge Transport in Conjugated Polymers, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202002823
https://doi.org/10.1002/adma.202002823
