وقد أحرز تقدم في استخدام تشتت حالات الرعي التي تم حلها في صدى الدوران (SERGIS) بصورة تقنية تشتت النيوترونات من أجل استكشاف مقاييس الطول في العينات غير المنتظمة. وقد تم فحص كريستاليت من [6،6] - فينيل - C61 - بوتير حامض ال بوتير باستخدام تقنية SERGIS والنتائج التي أكدها المجهر البصري والقوة الذرية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
باستخدام النيوترون سبين صدى حل انتشار الرعي للتحقيق في مواد الخلايا الشمسية العضوية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وقد تم استخدام تقنية تشتت حالات التشتت (SERGIS) التي حلها صدى الدوران للتحقيق في مقاييس الطول المرتبطة بالبلورات غير المنتظمة الشكل. يتم تمرير النيوترونات من خلال منطقتين محددتين جيدا من المجال المغناطيسي; واحد قبل واحد بعد العينة. وتكفي المنطقتان المغنطيسيتان قطبيتين متقابلتين، ويتم ضبطهما بحيث تخضع النيوترونات التي تمر عبر المنطقتين، دون أن تكون مضطربة، لنفس العدد من النتوئات في اتجاهين متعارضين. في هذه الحالة يقال إن السبق النيوتروني في الذراع الثاني "صدى" الأول ، ويتم الحفاظ على الاستقطاب الأصلي للشعاع. إذا تفاعل النيوترون مع عينة وتناثر مرونيا المسار من خلال الذراع الثاني ليست هي نفسها كما الأولى والاستقطاب الأصلي لا يتعافى. إزالة الاستقطاب من شعاع النيوترون هو مسبار حساسة للغاية في زوايا صغيرة جدا (<50 ميكروراد) ولكن لا يزال يسمح كثافة عالية، شعاع متباينة لاستخدامها. ويمكن أن يرتبط الانخفاض في استقطاب الشعاع المنعكس من العينة بالمقارنة مع ذلك من العينة المرجعية ارتباطا مباشرا بالهيكل داخل العينة.
بالمقارنة مع التشتت الملاحظ في قياسات انعكاس النيوترونات، غالبا ما تكون إشارات SERGIS ضعيفة ومن غير المرجح ملاحظتها إذا كانت الهياكل داخل المستوى داخل العينة قيد التحقيق مخففة أو مضطربة أو صغيرة الحجم وتعدد الأضلاع أو أن تباين تشتت النيوترون منخفض. لذلك، من المرجح أن يتم الحصول على نتائج جيدة باستخدام تقنية SERGIS إذا كانت العينة التي يتم قياسها تتكون من أفلام رقيقة على ركيزة مسطحة وتحتوي على ميزات مبعثرة تحتوي على كثافة عالية من الميزات متوسطة الحجم (30 نانومتر إلى 5 ميكرومتر) والتي تنتشر النيوترونات بقوة أو يتم ترتيب الميزات على شعرية. ميزة تقنية SERGIS هي أنه يمكن استكشاف الهياكل في مستوى العينة.
المقدمة
تهدف تقنية SERGIS إلى أن تكون قادرة على تقديم معلومات هيكلية فريدة لا يمكن الوصول إليها باستخدام تقنيات التشتت أو المجهر الأخرى من عينات رقيقة. تقنيات المجهر عادة ما تكون محدودة السطح أو تتطلب تغيير كبير / إعداد العينة لعرض الهياكل الداخلية. تقنيات التشتت التقليدية مثل الانعكاسية يمكن أن توفر معلومات مفصلة عن هياكل العينة المدفونة كدالة للعمق داخل الفيلم رقيقة ولكن لا يمكن التحقيق هيكل في الطائرة من فيلم رقيقة بسهولة. في نهاية المطاف يؤمل أن سيرجيس ستمكن هذا الهيكل الجانبي أن يكون التحقيق حتى عندما دفن داخل عينة رقيقة الفيلم. وتبين النتائج التمثيلية المعروضة هنا أنه من الممكن رصد إشارة سيرجيس من خصائص العينة غير المنتظمة، وأن الإشارة المقاسة يمكن ربطها بمقياس طول مميز....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. إعداد العينة
- تنظيف ركائز السيليكون عن طريق وضع 2 في رقائق السيليكون التي هي 4 مم سميكة في بلازما الأكسجين لمدة 10 دقيقة.
- سبينكوت الطبقة الأولى على الركائز
- تصفية بولي (3,4-إيثيلين ديوكسيثيوفين): بولي (ستايرنسلفونات) (PEDOT:PSS) من خلال مرشح PTFE 0.45 ميكرومتر (PALL).
- استخدام ما يقرب من 0.5 مل لكل عينة لتدور معطف PEDOT: PSS رقيقة الفيلم على اثنين من الركائز النظيفة في 5000 دورة في الدقيقة الغزل لمدة 60 ثانية.
- جفف كل ركيزة لمدة 10 دقائق في الفرن عند 70 درجة مئوية.
- إعداد حل المزج للطبقة الثانية
- حل بعض بولي (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) في الكلوروبنزين بتركيز 50 ملغم/مل.
- إعد....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
النتائج التمثيلية من عينات من [6،6] - فينيل - C61 - بوتيريك حامض الميثيل استر (PCBM) وبولي (3 -hexylthiophene - 2،5 - diyl) (P3HT) المقدمة هنا هي ذات أهمية كبيرة بسبب تطبيقها على نطاق واسع كما السائبة المواد تقاطع التريتو في الخلايا الكهروضوئية العضوية12،13. عادة أثناء تصنيع جهاز عضوي ضوئي ، يكون محلول مزيج P3HT:PCBM تدور المدلى بها من محلول مزيج لتشكيل فيلم رقيق على بولي (3،4-Ethylenedioxythiophene):p ول (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) المغلفة الأنود الشفاف (أكسيد القصدير النديوم عادة). ثم يتم المغلفة الفيلم ر.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تظهر بيانات المجهر في الشكل 1 بوضوح أنه قبل أن يتم ثني الفيلم الرقيق P3HT:PCBM مسطح وسلس وبعد التلين الحراري هناك العديد من بلورات PCBM غير المنتظمة الكبيرة الموجودة على السطح ذات الأبعاد الجانبية التي تتراوح بين حوالي 1-10 ميكرومتر. ويعزى ذلك إلى هجرة PCBM نحو السطح العلوي للفيلم والتجميع اللاحق لتشكيل بلورات كبيرة. وينظر إلى إشارة سيرجيس قوية المرتبطة التشتت من بلورات PCBM في عينة معشوق في الشكل 4. إذا تم النظر في البيانات بطريقة مماثلة ل سبين إيكو الصغيرة زاوية النيوترون النيوترونية ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
المؤلف روبرت دالغليش هو موظف في مصدر ISIS Pulsed Neutron وMuon Source الذي يستضيف الأداة المستخدمة في هذه التجربة.
شكر وتقدير
تم تمويل AJP من قبل منصة EPSRC لتكنولوجيا النانو الناعمة منح EP/E046215/1. وقد دعمت التجارب النيوترونية من قبل STFC عن طريق تخصيص الوقت التجريبي لاستخدام OffSpec (RB 1110285).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
http://www.mantidproject.org/Main_Page< / a>
نصائح الكوارتز المجال المغناطيسي Offspec خارج المواصفات Mantid
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| السيليكون 2 في ركائز السيليكون Prolog | 4 مم مصقول جانب واحد | ||
| من الأكسجين بلازما | دينر | الأكسجين نظام تنظيف البلازما للأكسجين لتنظيف الركائز قبل الطلاء | |
| بولي (3،4-إيثيلين ديوكسي ثيوفين): بولي (ستايرينسولفونات) | أوسيلا | PEDOT: طبقة بوليمر موصلة PSS للعينات الكهروضوئية العضوية | |
| 0.45 & mu ؛ مرشح م PTFE | Sigma Aldrich | Filer لإزالة الركام من PEDOT: حلول PSS و P3HT | |
| مذيب كلوروبنزين | سيجما ألدريتش | ل P3HT | |
| Poly (3-hexylthiophene-2،5-diyl) | Ossila | P3HT - البوليمر المستخدم في الخلايا الكهروضوئية البوليمرية | |
| Spin Coater | نظام | الترسيب لصنع أفلام بوليمر رقيقة مسطحة | |
| فرن فراغ | الموثق | فرن ذهابا وإيابا عينات التلدين بعد التحضير | |
| نيكون Eclipse E600 مجهر بصري | نيكون | ||
| Veeco Dimension 3100 AFM | Veeco | AFM | |
| نصائح وضع التنصت (~ 275 كيلو هرتز) | Olympus | AFM | |
| عينات مرجع قرص | لقياس SERGIS | ||
| Spin Echo خارج المرآوي مقياس الانعكاس | OffSpec في مصدر النيوترونات والميون النبضي لداعش (أوكسفوردشاير ، المملكة المتحدة) | ينتج نيوترونات نبضية 2-14 & Aring; | |
| كاشف النيوترونات | كاشف | الوميض الخطي الموجه عموديا | |
| زعانف الدوران RF | أدلة | ||
| برنامج معالجة البيانات | |||
المراجع
- Mezei, F. Neutron spin echo: A new concept in polarized thermal neutron techniques. Zeitschriftfür Physik A Hadrons Nuclei. 255, 146-160 (1972).
- Falus, P., Vorobiev, A., Krist, T. Test of a two-dimensional neutron spin analyzer. Ph....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
