Протокол для анализа гели, образуются из оптоэлектронных конъюгированных полимера poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) с помощью небольших и ультра-малых угол рассеяния нейтронов в присутствие и отсутствие освещения представлен.
Методическая статья
Протокол для анализа гели, образуются из оптоэлектронных конъюгированных полимера poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) с помощью небольших и ультра-малых угол рассеяния нейтронов в присутствие и отсутствие освещения представлен.
Мы демонстрируем протокол к эффективно контролировать процесс Желирование при высокой концентрации раствора конъюгированные полимер как в присутствии и отсутствии белый освещенности. Путем введения контролируемой температуре рамп, гелеобразования этих материалов могут точно контролироваться как они перейти через этот структурной эволюции, которая эффективно отражает условия опытных во время этапа решения осаждения органических изготовление электронных устройств. С помощью малоуглового рассеяния нейтронов (SAN) и ультра-малых угол рассеяния нейтронов (USANS) наряду с протоколами соответствующую установку мы количественно эволюция выберите структурных параметров на протяжении всего этого процесса. Тщательный анализ указывает, что продолжение освещенности на протяжении всего процесса гелеобразования значительно изменяет структуру в конечном счете сформированных геля. В частности, процесс агрегирования агрегатов нано-poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) негативно затронутых присутствием освещения, в конечном счете обусловило замедление роста в конъюгированные полимер микроструктур и формирование небольших масштабах макро агрегат кластеров.
Конъюгированные полимеры обещают функциональных материалов, которые могут быть использованы в широком диапазоне устройств, таких как органические светоизлучающие диоды, Органические полупроводники, химические датчики и органических фотогальванических. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 важнейшим аспектом производительности в этих устройств является заказ и упаковка конъюгированные полимер в твердом состоянии в активном слое. 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 этот морфология во многом заранее определяется конформация полимерной цепи в решения, а также структур, которые развиваются, как эти решения приводятся к подложке и растворитель удаляют. Изучая структур на всей территории типичной золь гель перехода модель оптоэлектронных полимера в подходящего растворителя, эти системы можно эффективно моделировать и количественных заглянуть в самостоятельной сборки, происходит во время материала осаждения может быть получен. 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20
В частности мы рассмотрим конъюгированные полимер ориентир P3HT в жидкостной транс Орто дихлорбензол (ODCB), полимер растворитель системы, которая стала свидетелем широкого использования из-за своей пригодности для различных органических электронное устройство изготовление методы. 23 , 24 , 25 в этой конкретной среде растворителей, P3HT цепи начинают объединять на соответствующих экологических раздражителей, таких как снижение температуры или потери растворителя качества. Точный механизм для этой Ассамблеи процесс находится под следствием, с одной из ведущих предлагаемых путей, как считается, быть постепенным процессом, где отдельные P3HT молекул π-стек сформировать пластинчатые нано агрегаты, известный как nanofibrils, который затем сами пробка корковая агломерат для формирования больших микрон масштаба макро агрегатов. 24 понимание этих путей и результирующей структуры формируется является ключом к правильно предсказывая и влияющих на формирование оптимального устройства активного слоя морфологии.
К этой конечной цели более точно направляя формирования этих архитектур активного слоя существует необходимость в разработке дополнительных экспериментальных и промышленных методов для недеструктивного изменения конъюгированные полимер морфология in situ. Одна сравнительно новой методологии центров вокруг использования освещенности как недорогое средство для изменения морфологии цепи полимера, с вычислительной и экспериментальных результатов, указывая на его осуществимости. 25 , 26 , 27 последние работы нашей лабораторией указал существование света индуцированные изменения конъюгированные полимер растворитель взаимодействия в разбавленный раствор, приводит к заметным изменениям в полимерной цепи размер после освещения. 30 , 31 здесь, мы представляем протокол продолжить эту работу путем эффективного контроля за последствиями подвергая гораздо более концентрированный раствор конъюгированные полимер для прямого света во всем гелеобразования процесса, который управляется термостатом контролируемой Температура пандуса. Мы используем нейтронного рассеяния, как он позволяет надежный анализ структурных параметров системы полимер растворитель золь гель на длину весы от ангстремы мкм, способность не представляется возможным через другие более общие реологических или спектральные инструментальная методы. 16 , 17 , 30 , 31 таким образом, сравнивая должным образом проанализированы малых и ультра-малых угол нейтрона данных для Ассамблеи гели формируется под освещение для одинаковых данных, собранных в полной темноте, структурные различия, вызванные ориентированных на освещение эффекты можно всесторонне выявлять и количественно.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все обработки химических веществ должен осуществляться с надлежащего личного защитного оборудования и безопасности Худ. Все образцы подвергаются действию ионизирующего излучения должны рассматриваться под наблюдением услуги техников радиационного контроля. Этот протокол была исполнена лиц, закончивших обучение соответствующих радиационной безопасности.
1. Подготовка P3HT в d-ODCB решения
2. нейтронного рассеяния эксперименты
3.И анализ данных

объемная доля совокупных P3HT настоящего и моделируется как эллиптического цилиндра, PПЭВ объем свободной цепи исключены форм-фактор для P3HT, PECM описывает эллиптического цилиндра форм-фактор для агрегатов, и
и
рассеяния длина плотность (УОС) контраст между P3HT агрегатов и растворителя и бесплатно P3HT цепи и растворителя, соответственно. СДЛС значения для всех компонентов системы может рассчитываться с знанием их химического состава и масса плотность и использование SLD калькулятор доступен как часть большинства нейтронного анализа программ или онлайн. 36Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Через SANS и USANS эксперименты, гелеобразования процесс P3HT в d-ODCB эффективно контролируется от рассеянных решение государства при 70 ° C полностью загущенное состояние при 20 ° C. Эти эксперименты были проведены в обеих полной темноте и под белый свет освещение. Рисунок 1 показывает некоторые пример SANS снижение данных кривые от этих экспериментов, с кривой пример показан на рисунке 2. Из этих данных, структурные изменения,...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Во-первых глядя на данные SANS как функция температуры, увеличение масштаба эллиптического цилиндра модель указывает на заметное увеличение количества P3HT в фазе nanofibril, который isconsistent с прогрессированием гелеобразования процесс . Одновременно уменьшение свободной цепи Rg в паре с увеличением показатель показывает, что ухудшение термодинамические условия, связанные с температурой уменьшить вызывают цепи распада в P3HT цепи, по-прежнему присутствует в Подоре решение. Эти результаты, в сочетании с дан...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Авторы с благодарностью признают Национальный научный фонд (DMR-1409034) для поддержки этого проекта. Мы также признаем поддержку национального института стандартов и технологии США министерство торговли, в предоставлении USANS объектов, используемых в этой работе, где эти объекты поддерживаются частично национального научного фонда по соглашению LOL DMR-0944772. SANS эксперименты этого исследования были завершены в ORNL в высокий поток изотопа реактора, который был организован научный отдел помещений пользователя, Управление основных энергетических наук, министерства энергетики США.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| M(106) поли(3-гексилтиофен-2,5-диил) (P3HT) | Ossila | 104934-50-1 | Сопряженный полимер |
| дейтерированный 1,2 орто-дихлорбензол (ODCB) | Sigma Aldrich | AC321260050 | растворителем |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение