Использование нейтронного спина Эхо Решенные выпаса заболеваемости рассеяния для расследования органических материалов солнечных батарей

Общая цель данного эксперимента состоит в том, чтобы продемонстрировать, что нейтроны вращаются, эхо разрешают скользящее падающее рассеяние. Suris может быть использован для зондирования шкал длины, присутствующих в образцах нерегулярных тонких пленок, таких как активный слой в полимерных солнечных элементах. Это достигается путем подготовки подходящих образцов с неправильной структурой в качестве второго этапа.

Масштабы длины этих структур измеряются с помощью обычных методов оптической и атомно-силовой микроскопии, чтобы подтвердить наличие неправильных структур. Далее с использованием подготовленных образцов проводятся измерения нейтронного суриса. Получены результаты, которые показывают, что масштабы длины, наблюдаемые в экспериментах с сурисом, соответствуют результатам обычной микроскопии.

Это демонстрирует, что нейтроны со спиновым эхо-разрешением, скользящим падающим рассеянием способны исследовать этот тип образца. Основное преимущество этого метода перед существующими методами, такими как сканирующая зондовая микроскопия, которая изучает структуру поверхности, заключается в том, что она должна иметь возможность зондировать структуры как внутри образца, так и на поверхности. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области полимерного резервуара, например, как наноструктура внутри активного слоя полимерного устройства vol tank влияет на их производительность, как показано на этом схематическом изображении.

Эксперимент начинается с подготовки двух плазменных чистых кремниевых пластин. Прядите каждую пластину с помощью pdot PSS, чтобы создать тонкую пленку. После высыхания добавьте второй слой на каждую покрытую подложку методом отжима.

Покрытие приготовленным раствором трех НТ ПКБ. Отложите один образец и термически обработайте колено, другой образец на один час при температуре 150 градусов Цельсия, чтобы вырастить кристаллические свечи на тонкой поверхности пленки с завершенным коленопреклонением. Используйте оптический микроскоп для получения изображений обоих образцов.

Также сделайте изображение каждого образца с помощью атомно-силового микроскопа для проведения экспериментов. Отнесите образцы к линии пучка нейтронов здесь ISIS. Сначала выберите образец для обеспечения опорной поляризации и выровняйте его по таблице позиционирования линии пучка нейтронов.

Затем выровняйте два подготовленных образца на столе. Пройдя через образец, луч будет продолжаться до конца линии луча здесь. После анализатора используйте вертикально ориентированный сцинтилляторный детектор для сбора данных для эксперимента.

Установив образцы на место, закрепите область линии пучка. Продолжайте эксперимент в диспетчерской. Настройте внезеркальный рефлектометр на получение длин волн от двух ангстрем до 14 ангстрем и настройте прибор так, чтобы он уравновешивал общее количество нейтронных процессов в каждой руке прибора.

Соберите данные, чтобы убедиться в правильности настройки прибора. График настройки должен показать, что все длины волн нейтронов обрабатываются одинаково. Затем установите здесь угол падения скольжения, 0,3 градуса, наклонив таблицу образцов так, чтобы пучок нейтронов падал на поляризационный эталонный образец.

Переместите столик для трансляции образца, чтобы поместить поляризационный эталонный образец в пучок нейтронов. Используйте сцинтилляторный детектор для измерения интенсивности рассеянных нейтронов в зависимости от положения как для восходящего, так и для нисходящего вращения. Примерно через час перенесите стадию отбора образца для измерения интересующей вас выборки.

Следуйте той же процедуре, чтобы зарегистрировать интенсивность нейтронов для ориентации как вверх, так и вниз, чередуя два образца с интервалом около одного часа, пока не будет получено достаточно данных. Данные состоят из 2D-карт интенсивности для каждого образца, расчета поляризации P для каждого пикселя в наборах данных. С помощью этой формулы.

Здесь I вверх и I вниз — это интенсивности спина вверх и спина вниз соответственно нормализуют поляризацию для интересующей выборки, используя поляризацию данных эталонной выборки. Теперь можно проверить нормализованный график поляризации для интересующей выборки. Выберите область графика для интегрирования в данном случае между детекторами с номерами один, 10 и один 18 и получите функцию корреляции sur.

Наконец, постройте график данных для компенсации разной плотности длины рассеяния на разных длинах волн. Здесь сравниваются логарифм нормализованных сигналов от образца as cast и a knee в зависимости от длины спинового эха в нанометрах. Ненужный образец, выделенный красным цветом, не содержал структурных корреляций на масштабах длины, к которым чувствительно измерение.

Это объясняет плоскую линию на нуле, которая соответствует нормализованной поляризации единицы. Данные образца ene, выделенные черным цветом, начинаются с нуля, но поляризация значительно ослабевает по мере увеличения длины спинового эха до тех пор, пока не будет достигнуто плато на уровне 1200 нанометров. Данные согласуются с максимальным средним диаметром частиц, равным примерно 1200 нанометрам.

Если предположить, что близких соседей нет, то разумно предположить на основании предыдущих микроскопических измерений. Эксперименты S'S все еще находятся в зачаточном состоянии, но мы ожидаем, что в ближайшем будущем этот метод будет использоваться для исследования различных структур в тонких пленках.