聚合物由于其柔性、可溶液加工、种类繁多以及表面物理化学性质可调等优点被广泛应用于有机场效应晶体管（OFETs）中，是一类性能十分优异的栅极绝缘材料。由于OFETs是界面器件，半导体层和绝缘层的界面性质决定了器件的性能。研究发现，以聚合物作绝缘层时，除了分子链的堆砌结构以外，其偶极子排列的有序性也会影响器件的性能。通常，偶极子在半导体/绝缘层界面的随机取向会降低器件的性能。因此，提高聚合物绝缘层偶极子的有序性可以进一步提高器件的性能。然而，聚合物通常呈现无规线团的分子链构象，这使得制备偶极子有序排列的聚合物绝缘层仍然是一个巨大的挑战。

聚合物吸附层由于其独特的分子链堆砌结构而逐渐受到关注。通过调节聚合物分子链与基底的相互作用强度以及相互作用时间可以调节聚合物吸附层的局部链构象。研究表明，聚合物分子链的偶极子取向与其分子链构象密切相关。本工作在氧化硅基底上制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）吸附层。通过改变吸附时间，实现了对PMMA分子链构象的调控，进而实现了PMMA吸附层中偶极子（即C=O）取向的调节。结果发现，随着吸附时间的延长，PMMA分子链逐渐从gauche构象转变为trans构象，偶极子逐渐朝基底有序取向。以PMMA吸附层做OFETs的栅极绝缘层时，随着偶极子有序度的提高，基于P3HT半导体的OFETs的电荷迁移率逐渐提高。本研究工作拓展了聚合物吸附层的实际应用，并且为进一步提高基于聚合物绝缘层的OFETs器件的性能提供了新的途径。

本工作以《Polymer Adsorbed Layer Promotes Dipole Ordering in Gate Dielectrics for Organic Field-Effect Transistors》为题发表于The Journal of Physical Chemistry C上。感谢国家自然科学基金（No. 21873085）以及浙江理工大学科学基金（No. 20062225-Y）对本工作的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.1c01950