光から形成されたゲルの分析のためのプロトコル共役高分子 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) 小さなを使用して、プレゼンスと照明の有無の両方で超小角中性子散乱が提示されます。
Π 共役系高分子の存在の両方の高濃度溶液と白い光の不在のゲル化過程を効果的に監視するためのプロトコルを示す.制御温度の傾斜路を設けることによってこれらの材料のゲル化正確に監視できる効果的に有機のソリューション蒸着フェーズ中に発生した条件を模したこの構造の進化を進める彼らされました。電子デバイス作製。中性子小角散乱 (SAN) と適切なフィッティング プロトコルと共に超小角中性子散乱 (USANS) を使用してこのプロセスを通して選択構造パラメーターの進化を定量化します。徹底的な分析は、ゲル化過程の中で継続的な露光が最終的に形成されたゲルの構造を大幅変更されることを示します。具体的には、poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) ナノ集合体の凝集過程が最終的に共役ポリマー微細構造の成長の遅滞の結果、照明の存在によって低下し、小さいスケールのマクロ集計クラスターの形成。
共役ポリマーは、有機発光ダイオード、有機半導体、化学センサー、有機薄膜太陽電池などのデバイスの広い範囲で活用できる材料をお約束します。1,2,3,4,5,6これらのデバイスのパフォーマンスの重要な側面は順序および共役高分子活性層の固体状態での梱包です。7,8,9,10,11,12,13,14この形態は主によってあらかじめ決定ソリューションだけでなく、これらのソリューションが基板にキャストし、溶媒を除去として進化構造高分子鎖のコンフォメーションの両方。適当な溶剤でモデル光ポリマーの典型的なゾル-ゲル転移全体に存在の構造を研究することによってこれらのシステム効果的にモデル化できると定量的垣間見る、自己組織化材料蒸着中に発生得られます。15,16,17,18,19,20
具体的には、検討、溶媒重水素オルト-ジクロロ ベンゼン (ODCB)、さまざまな有機電子デバイス作製のための適合性のための広範な使用を見ている高分子-溶媒系の共役高分子ベンチマーク P3HTテクニック。23,24,25この特定の溶媒環境では P3HT チェーンなど適切な環境刺激の時に集計を開始温度や溶媒の品質の損失。このアセンブリ プロセスは主要な提案された経路の 1 つで、調査中のため本人漸進的なプロセスであると考えられている正確なメカニズム P3HT 分子 π-スタック nanofibrils、その後、彼ら自身と呼ばれる層状のナノ集合体を形成するには凝集大きいミクロン スケール マクロ会合体を形成します。24これらの経路と結果の構造形成を理解することは正しく予測し、最適なデバイスのアクティブなレイヤーの形態形成に影響を与えるキーです。
正確にこれらのアクティブなレイヤー アーキテクチャの形成を監督の究極の目標に向かって非破壊的共役ポリマー形態の in-situ を変更する追加実験と産業方式を開発する必要性が存在します。1 つの比較的新しい方法論を中心に安価な手段としてその可能性に向かって指して計算と実験の結果と高分子鎖の形態を変更するための露光の使用。25,26,27最近の私たちの研究室での作業は照明にポリマー チェーン サイズの顕著な変更につながる、希薄溶液における共役高分子-溶媒相互作用の光誘起変化の存在を示しています。30,31 、ここで提案するサーモスタット制御によって指示されるゲル化過程を通して直接光に多く集中している共役高分子溶液を公開することの影響を効果的に監視することによってこの仕事を継続するためのプロトコル温度ランプ。中性子散乱を用いてミクロン、他のより一般的なレオロジーや分光学的楽器を通じて不可能能力をオングストロームから長さスケールで高分子-溶媒ゾル-ゲル系の構造パラメーターのロバスト解析できるのでメソッド。16,17,30,31 、正しく分析小・極小角を比較することにより中性子とゲルのアセンブリのデータ形成される照明駆動によってもたらされる構造的な違い完全な暗闇の中で収集された同一のデータへの照明の下で効果を包括的に識別して定量化することができます。
まず、温度の関数として SAN データを見ると、楕円シリンダー モデル尺度の増加 P3HT ゲル化反応の進行にどの一致処理 nanofibril 相に存在量の著しい増加を示します.同時に、フリー チェーン Rgの減少は悪化の熱力学条件温度に関連付けられて減少指数を明らかには今も P3HT チェーンでチェーン崩壊を引き起こしている前処理の増加と共にソリューションです。マークを示す USANS デー?…
The authors have nothing to disclose.
著者では、全米科学財団 (DMR-1409034) を感謝するこのプロジェクトのサポートのため。この作業で使用するこれらの施設をサポートする部分で全米科学財団によって契約の下で USANS 施設で商業、技術、米国商務省国立標準研究所のサポートを認めなければ違います。DMR-0944772。この研究の SAN の実験は、オークリッジ国立研究所の高流束同位体の原子炉で、科学的なユーザー設備部門、基本的なエネルギー科学のオフィス、米国エネルギー省によって後援された完了しました。
M(106) poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) | Ossila | 104934-50-1 | Conjugated polymer |
deuterated 1,2 ortho-dichlorobenzene (ODCB) | Sigma Aldrich | AC321260050 | solvent |