PBTTT-C14及其在OECT的相关应用

聚[2,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩]（PBTTT-C14）‍（CAS 888491-19-8）是一种经典的共轭高分子材料，广泛应用于有机光电器件（如有机场效应晶体管、太阳能电池）中。近年来，随着有机电化学晶体管（OECT）‍作为生物传感平台的兴起，PBTTT-C14因其独特的物理化学特性，被重新审视并用于构建高性能OECT器件。

结构及特性

PBTTT-C14是一种典型的“双苯并噻吩（Double Benzodithiophene）‍”骨架聚合物。其化学名称为Poly[2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2yl)thieno[3,2-b]thiophene]。

主链（Backbone）‍由噻吩（Thiophene）‍单元和噻吩并噻吩（Thieno[3,2-b]thiophene）‍单元交替组成。主链中的硫原子（S）通过共轭作用延伸了π电子体系，使得电子在分子链上高度离域化，形成了高效的电荷传输通道。

侧链（Side Chains）分子链上的每个噻吩环上连接有一个长烷基链（C₁₄H₂₉），该侧链不仅提供了材料的溶解性（使其可以在常用溶剂如氯氯仿、氯苯中形成均匀溶液），还通过空间位阻作用控制了分子链的取向和堆积。

1、高载流子迁移率：PBTTT-C14是目前已知的载流子迁移率最高的有机半导体材料之一。其在特定取向薄膜（Edge-on）下的迁移率可达1.3 cm²/V·s，远高于传统的P3HT（约10⁻² cm²/V·s）。

2、结晶取向性（Edge-on Orientation）‍：PBTTT-C14分子链倾向于在薄膜中形成边缘朝上（Edge-on）‍的取向。此取向使得π-π堆叠方向垂直于基底，有利于电荷在基底平面内的横向传输。这种独特的取向也是其高迁移率的关键物理基础。

3、光电性质：由于共轭体系的延伸，PBTTT-C14通常在400-600 nm波段有强吸收，能隙较小，具备良好的光电活性。

相关应用

1、传统p型OECT通道材料（Electron Transfer）‍

OECT的工作机制依赖于离子在半导体通道中的渗透和去掺杂/再掺杂过程。作为p型材料，PBTTT-C14在OECT中充当电子供体（Donor）‍。

构建了基于PBTTT-C14的酶促OECT生物传感器。该器件的结构层次为：Al₂O₃绝缘层/ PBTTT-C14半导体层（通过滴铸法沉积）/Au源漏极。虽然该研究主要聚焦于生物酶的电化学活性，但PBTTT-C14在此作为导电通道，展示了其在电化学环境中的稳定性。

2、新型OECT结构平台（Substrate材料）‍

与传统的OECT结构（如PEDOT:PSS直接作为通道材料）不同，研究者尝试利用PBTTT-C14的结晶取向性和高迁移率，将其作为源漏极间的导电通道（Channel）‍，而非电解质或掺杂剂。

PBTTT-C14 的高迁移率意味着在相同的电场下，载流子（空穴）的漂移速度更快，从而提升OECT的跨导，增强信号放大能力。

PBTTT-C14的主链稳定性较好，且侧链可以有效隔离外部离子，理论上可以构建出具有高灵敏度且耐久性强的OECT结构。

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