Enrichment of large-diameter semiconducting SWCNTs by polyfluorene extraction for high network density thin film transistors
Notice bibliographique
Résumé
A systematic study on the use of 9,9-dialkylfluorene homopolymers (PFs) for large-diameter semiconducting (sc-) single-walled carbon nanotube (SWCNT) enrichment is the focus of this report. The enrichment is based on a simple three-step extraction process: (1) dispersion of as-produced SWCNTs in a PF solution; (2) centrifugation at a low speed to separate the enriched sc-tubes; (3) filtration to collect the enriched sc-SWCNTs and remove excess polymer. The effect of the extraction conditions on the purity and yield including molecular weight and alkyl side-chain length of the polymers, SWCNT concentration, and polymer/SWCNT ratio have been examined. It was observed that PFs with alkyl chain lengths of C10, C12, C14, and C18, all have an excellent capability to enrich laser-ablation sc-SWCNTs when their molecular weight is larger than ∼10 000 Da. More detailed studies were therefore carried out with the C12 polymer, poly(9,9-di-n-dodecylfluorene), PFDD. It was found that a high polymer/SWCNT ratio leads to an enhanced yield but a reduced sc-purity. A ratio of 0.5-1.0 gives an excellent sc-purity and a yield of 5-10% in a single extraction as assessed by UV-vis-NIR absorption spectra. The yield can also be promoted by multiple extractions while maintaining high sc-purity. Mechanistic experiments involving time-lapse dispersion studies reveal that m-SWCNTs have a lower propensity to be dispersed, yielding a sc-SWCNT enriched material in the supernatant. Dispersion stability studies with partially enriched sc-SWCNT material further reveal that m-SWCNTs : PFDD complexes will re-aggregate faster than sc-SWCNTs : PFDD complexes, providing further sc-SWCNT enrichment. This result confirms that the enrichment was due to the much tighter bundles in raw materials and the more rapid bundling in dispersion of the m-SWCNTs. The sc-purity is also confirmed by Raman spectroscopy and photoluminescence excitation (PLE) mapping. The latter shows that the enriched sc-SWCNT sample has a narrow chirality and diameter distribution dominated by the (10,9) species with d = 1.29 nm. The enriched sc-SWCNTs allow a simple drop-casting method to form a dense nanotube network on SiO2/Si substrates, leading to thin film transistors (TFTs) with an average mobility of 27 cm(2) V(-1) s(-1) and an average on/off current ratio of 1.8 × 10(6) when considering all 25 devices having 25 μm channel length prepared on a single chip. The results presented herein demonstrate how an easily scalable technique provides large-diameter sc-SWCNTs with high purity, further enabling the best TFT performance reported to date for conjugated polymer enriched sc-SWCNTs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».