有机场效应晶体管（OFETs）由于其材料来源广泛、柔韧性好、可溶液加工、成本低且容易实现大面积制备等优点而受到工业界和学术界越来越多的关注，在柔性显示、传感器、逻辑电路等领域得到了广泛的应用。OFETs是界面器件，其导电沟道通常位于紧靠介电层一侧的有机半导体的几个分子层内。因此，在有OFETs中，半导体层/介电层界面结构对器件性能有十分重要的影响。研究发现，含氟聚合物作介电层可以有效地减少半导体层/介电层界面的电荷陷阱，有利于器件性能的提升。但是，由于含氟聚合物的表面能较低，半导体溶液无法在其表面润湿，因此通过溶液法制备底栅顶接触式的OFETs依然是一个巨大的挑战。
本工作通过在SiO2基底上构筑了下层为氟化PMMA，上层为纯PMMA的双层聚合物绝缘层，并利用溶液法成功制备了基于P3HT作半导体的底栅顶接触式OFETs。利用氟化PMMA表面富集的特点，在热处理条件下成功将氟化聚合物引入半导体层与介电层的界面，实现了对半导体层/介电层界面的修饰，有效减少界面的电荷陷阱，并促进了P3HT的edge-on取向，导致器件性能得到提升。我们的研究为器件的设计和界面优化提供了一种新的策略，这可能进一步提高OFETs的器件性能。
该研究成果以“Utilizing the Diffusion of Fluorinated Polymers to Modify the Semiconductor/Dielectric Interface in Solution-Processed Conjugated Polymer Field-Effect Transistors”为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces上。感谢国家自然科学基金（No. 21873085）对该工作的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c23058
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