We have synthesized fluorene-based copolymers (PF-TH-TT-HT and PF-HT-TT-TH) containing thiophene moieties having different position of alkyl side chain via the palladium-catalyzed Suzuki coupling reaction. The number-average molecular weight $(M_n)s$ of PF-TH-TT-HT and PF-HT-TT-TH were respectively found to be 22,300 and 11,800. These polymers dissolve in common organic solvents such as chloroform, chlorobenzene and toluene, etc. The PL emission peak of a film of PF-TH-TT-HT is clearly red-shifted with respect to PF-HT-TT-TH, due to the less repulsion of alkyl side chains in the between fluorene and thiophene moieties. Through studies of X-ray diffraction (XRD), we could access molecular alignment. The thermal properties of these polymers were measured by TGA and DSC, and electrical properties were studied by cyclic voltammetry (CV). They exhibited different field-effect transistor (FET) properties depending on their positions of alkyl side chains. The PF-TH-TT-HT having little repulsion showed better field-effect transistor performance than PF-HT-TT-TH. A solution-processed PF-TH-TT-HT FET device with a top contact geometry was found to exhibit a hole mobility of $1.05 × 10^{-4} cm^2/Vs$ and a low threshold voltage of -4 V.
스쯔끼 중합을 통하여 서로 다른 위치에 알킬 체인을 가지는 사이오펜을 포함하는 폴리플루오렌계 공중합체 PF-TH-TT-HT와 PF-HT-TT-TH를 성공적으로 합성하였다. 합성된 고분자, PF-TH-TT-HT와 PF-HT-TT-TH, 의 수 평균 분자량은 각각 22,300과 11,800이다. 이 고분자들은 클로로포름, 클로로벤젠, 그리고 톨루엔 등과 같은 일반적인 유기 솔벤트에 잘 녹는 용해성을 가지고 있다. 고분자 필름의 PL 측정으로부터, PF-TH-TT-HT 고분자(573 nm)가 PF-HT-TT-TH 고분자(523 nm)보다 더 장파장 쪽에서 빛 발광 스펙트럼을 보였다. 이것은 사이오펜에 있는 알킬기들과 플루오렌에 있는 알킬기들 간의 반발력이 PF-TH-TT-HT 고분자가 더 작아서 더 좋은 분자 배열을 이루기 때문이다. 이 분자 배열들을 XRD측정을 통하여 알아 보았다. PF-TH-TT-HT 고분자의 π-π stacking d-spacing이 4.35 Å으로 PF-HT-TT-TH 고분자보다 더 작게 나왔으며, PF-TH-TT-HT 고분자가 더 가까운 거리로 배열이 이루어져 있다는 것을 나타낸다. 또한, FET결과에서 hole들의 hopping mechanism이 훨씬 더 잘 됨을 보여준다. TGA와 DSC를 이용하여 고분자의 열적 특성을 조사하였는데, 두 고분자 모두 다 5 %의 weight loss 보이는 온도가 $400^\circ C$ 근처로 열적 안정성을 띄었고, 각 각의 Tg 값에서 PF-TH-TT-HT 고분자가 더 높은 온도를 보였다. 그리고, CV를 이용해서 전기적인 특징을 알아 볼 수 있었다. PF-TH-TT-TH 고분자와 PF-HT-TT-TH 고분자의 HOMO 레벨이 각각 -5.28 eV와 -5.33 eV로, 둘 다 HOMO레벨이 낮아서 일반적인 환경에서 oxidative doping에 대한 안정성을 보였고, PF-TH-TT-HT 고분자의 IP가 더 작아서 FET측정에서 hole injection이 더 잘 되는 결과를 보였다. 마지막으로, 궁극적인 응용 분야인 유기반도체 특성조사에서, PF-TH-TT-HT 고분자가 더 좋은 트랜지스터 특성을 나타내었다. 이동도는 $1.05 × 10^{-4} cm^2/Vs$ 로 나타났고, 문턱 전압은 -4V로 낮게 측정이 되었다.
