رد الفعل بخار ترسب أفلام البوليمر مترافق على ركائز التعسفي

الهدف العام من هذه التجربة هو إنشاء طلاءات مطابقة لأغشية البوليمر الموصلة أو شبه الموصلة على ركائز خشنة ومحكم باستخدام غرفة ترسيب بخار تفاعلية مصممة خصيصا. تسمح هذه الطريقة بترسيب المواد الإلكترونية اللينة على ركائز غير تقليدية لتصنيع أجهزة فريدة مثل إلكترونيات النسيج. الميزة الرئيسية لغرفتنا هي أنه يمكن ترسيب جزء كبير من البوليمرات بالبخار ، مما يعني أنه يمكن إنشاء أغشية بوليمر مترافقة متنوعة.

لبدء الإجراء ، ضع 50 ملليغرام من ProDOT في أمبولة مارتيمر الكوارتز. قم بتوصيل الأمبولة عبر وصلات توصيل سريعة بمقدار ربع بوصة وصمام إبرة. لف الأمبولة والأجزاء المعدنية ومسبار درجة الحرارة بشريط تسخين.

قم بتوصيل الأمبولة بالغرفة الأنبوبية ، مع إبقاء صمام الإبرة مفتوحا. بعد ذلك ، استخدم ملاقط طويلة لوضع خمس ركائز 1.3 سم × 2.5 سم من المواد المرغوبة المجاورة لبعضها البعض في منطقة تسخين الركيزة. ضع بوتقة الألومينا سعة خمسة ملليلتر تحتوي على 50 ملليغرام من الحديد 3 كلوريد في منطقة التسخين المؤكسدة.

أغلق نهاية الغرفة ، وأغلق ببطء صمام مدخل الغاز الخامل ، وابدأ تشغيل مضخة التفريغ. بمجرد أن يكون ضغط الغرفة أقل من 525 ملليتور ، املأ مصيدة البارد بالنيتروجين السائل. لف كل منطقة من مناطق التسخين الثلاث بشريط تسخين.

قم بتوصيل الأشرطة بأجهزة التحكم في درجة الحرارة. عندما تصل الغرفة إلى ضغط المعالجة البالغ 52.5 ملليتور ، أغلق صمام إبرة أمبولة martimer. اضبط سخان المؤكسد على 170 درجة مئوية ، وسخانات الركيزة والمارتيمر على 80 درجة مئوية.

سخنيها في درجات الحرارة هذه لمدة عشر دقائق لتبخير كلوريد الحديد 3 بالكامل من البوتقة. تأكد من أن الحديد المتبخر 3 كلوريد يترسب كمادة صلبة حمراء في المنطقة الباردة من الأنبوب ، بين المؤكسد ومدخل الغاز قبل المتابعة. بعد ذلك ، افتح صمام الإبرة لأمبولة martimer ، واترك الأغشية الرقيقة ذات اللون الأزرق تنمو إلى السماكة المطلوبة على الركائز.

يجب فتح صمام الإبرة إلى أمبولات مارتيمر بعد تكوين بخار كلوريد الحديد في الغرفة. خلاف ذلك ، سوف يتفاعل بخار المارتيمر مع المؤكسد في البوتقة لتشكيل طبقة بوليمر حول سطح المسحوق. أغلق صمام إبرة أمبولة martimer عند تحقيق سمك الفيلم المطلوب.

قم بإيقاف تشغيل أشرطة التسخين ، واترك النظام يبرد إلى درجة حرارة الغرفة تحت الفراغ. بمجرد أن يبرد النظام ، افتح صمام الغاز الخامل ، وأوقف مضخة التفريغ. قم بإزالة العينات من الغرفة باستخدام ملاقط طويلة.

اغمر العينات في الميثانول لمدة 30 دقيقة لإزالة بقايا المؤكسدات غير المتفاعلة والمارتيمر. تعامل مع الأغشية التي يزيد سمكها عن 500 نانومتر على ركائز زجاجية بعناية ، لأنها قد تتفكك أثناء الشطف. عند اكتمال شطف الميثانول ، جفف العينات بعناية تحت تيار لطيف من غاز النيتروجين.

لبدء الإجراء ، ضع ملليلترين من EDOT في أمبولة مارتيمر كوارتز. قم بتوصيل الأمبولة بصمام الإبرة ، ولفها بشريط التسخين. قم بتوصيل الأمبولة بالغرفة الأنبوبية ، مع إبقاء صمام الإبرة مفتوحا.

بعد ذلك ، استخدم ملاقط طويلة لوضع ركائز 1.3 سم × 2.5 سم مجاورة لبعضها البعض بين مدخلي بخار الكاشف. ثم أغلق نهاية الغرفة. في غطاء الدخان ، قم بتحميل ملليلترين من البروم السائل في أمبولة أكسدة الكوارتز.

جهز الأمبولة بصمام إبرة مغلق. قم بتوصيل الأمبولة المؤكسدة بالغرفة عبر صمام الإبرة المغلق. ثم ابدأ تشغيل مضخة التفريغ مع إغلاق صمام مدخل الغاز الخامل.

بمجرد أن يكون ضغط الغرفة أقل من 525 ملليتور ، املأ مصيدة البارد بالنيتروجين السائل. قم بتوصيل منطقة تسخين المارتيمر الملفوفة بشريط حراري بجهاز التحكم في درجة الحرارة. عندما تصل الغرفة إلى ضغط المعالجة البالغ 52.5 ملليتور ، اضبط سخان المارتيمر على 80 درجة مئوية.

سخنيها في درجة الحرارة هذه لمدة عشر دقائق لتبخير المارتيمر. بعد ذلك ، افتح صمام الإبرة المؤكسد قليلا فقط لأن البروم السائل شديد التطاير. راقب ترسب أغشية PE-DOT الزرقاء بحيث عندما تصل الصمامات إلى السماكة المرغوبة ، أغلق صمامات الإبرة المؤكسدة والمؤكسدة ، وقم بإيقاف تشغيل شريط التسخين ، واترك الغرفة تبرد إلى درجة حرارة الغرفة تحت الفراغ.

ثم افتح صمام مدخل الغاز الخامل ، وأوقف مضخة التفريغ. عند استخدام البروم كمؤكسد ، لا يلزم الشطف. لوحظ الحد الأقصى لسمك فيلم الكلور الذي يطلق عليه اسم polyproDOT عند حوالي بوصتين من مدخل أمبولة مارتيمر.

تم استخدام مجهر القوة الذرية لتوصيف التشكل. كانت الموصلية لفيلم كلور بسمك 100 نانومتر يطلق عليه اسم polyproDot 106 سيمان لكل سنتيمتر. تم تأكيد إزالة كلوريد الحديد المتبقي 3 من خلال التحليل الطيفي للإلكترون الضوئي بالأشعة السينية مما يشير إلى أن الموصلية من البوليمر فقط.

تم ترسيب أفلام PTT التي يطلق عليها اسم الكلور على الورق ونسيج سروال قصير ونسيج مدينة قطن ، مما جعل الركائز البيضاء البكر تبدو حمراء داكنة في النهاية. أشار الفحص المجهري الإلكتروني الماسح إلى أن الأغشية كانت موحدة في المطابقة على الأسطح الثلاثة المزخرفة بمقياس ميكرومتر. أظهر التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية للكلور الذي يطلق عليه اسم polyproDot وأفلام PEDOT التي يطلق عليها اسم البروم نطاقات امتصاص واسعة عديمة الملامح تتجاوز 600 نانومتر ، مما يشير إلى أن الأفلام ظلت مدبلجة P بعد إزالة المؤكسد الزائد بالميثانول.

لم يتم ملاحظة هذا النطاق للكلور الذي يطلق عليه PTT ، مما يشير إلى أنه تم دبلجته بالكامل أثناء شطف الميثانول. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في غضون ساعتين ، إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بعد تطويرها ، سمحت هذه التقنية للباحثين بتحويل الأقمشة والألياف التجارية إلى مكونات إلكترونية ، ببساطة عن طريق طلاءها بأغشية بوليمر موصلة أو شبه موصلة في غرفتنا.