[1]ベンゾチエノ[3,2-B]ベンゾチオフェン誘導体および溶媒蒸気アニーリングによるベンゾチオフェン誘導体および相の進化の基質誘導相

基質誘導相（SIP）は、材料の薄膜に見られる多型相であり、材料の単結晶または「バルク」構造とは異なります。この作業では、[1]ベンゾチエノ[3,2-B]ベンゾチオフェン（BTBT）有機半導体のファミリーのSIPの存在と、フィルム構造に対する老化および溶媒蒸気アニーリングの効果を調査します。スピンコーティングされたフィルムの広範なX線構造調査により、同じ材料形の単結晶に見られるものとは大きく異なる構造を持つSIPがあります。SIPにはヘリンボーンモチーフがあり、単結晶は層状のπ-πスタッキングを表示します。時間が経つにつれて、フィルムの構造は、単結晶構造にゆっくりと変換することがわかります。溶媒蒸気アニーリングは同じ構造進化プロセスを開始しますが、大幅に増加し、短期間でほぼ完全な変換を達成できます。電荷輸送能力などの特性は分子構造によって決定されるため、この作業は、有機半導体フィルムの構造を理解および制御することの重要性を強調し、溶媒蒸気アニーリングによってフィルム構造を制御する簡単な方法を提示します。

Substrate-induced phases (SIPs) are polymorphic phases that are found in thin films of a material and are different from the single crystal or "bulk" structure of a material. In this work, we investigate the presence of a SIP in the family of [1]benzothieno[3,2-b]benzothiophene (BTBT) organic semiconductors and the effect of aging and solvent vapor annealing on the film structure. Through extensive X-ray structural investigations of spin coated films, we find a SIP with a significantly different structure to that found in single crystals of the same material forms; the SIP has a herringbone motif while single crystals display layered π-π stacking. Over time, the structure of the film is found to slowly convert to the single crystal structure. Solvent vapor annealing initiates the same structural evolution process but at a greatly increased rate, and near complete conversion can be achieved in a short period of time. As properties such as charge transport capability are determined by the molecular structure, this work highlights the importance of understanding and controlling the structure of organic semiconductor films and presents a simple method to control the film structure by solvent vapor annealing.