Name: Nötron Spin Echonun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-01-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 5 s
Description: Öğrenin, polimer güneş hücreleri için SERGIS nötron saçılma tekniğiyle düzensiz ince film yapılarındaki uzunluk ölçeklerini nasıl inceleyeceğinizi. Optik ve atomik kuvvet mikroskobu ile doğrulanan bu yöntem, malzeme iç yapısını keşfetmede yeni olanaklar sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

AJP, EPSRC Soft Nanoteknoloji platformu hibe EP/E046215/1 tarafından finanse edildi. Nötron deneyleri, OFFSpec'i (RB 1110285) kullanmak için deneysel zamanın tahsisi yoluyla STFC tarafından desteklendi.

1. Numune Hazırlama
<ol><li>10 dakika boyunca oksijen plazmasında 4 mm kalınlığında silikon gofretlere 2 yerleştirerek silikon substratları temizleyin.</li>
	<li>Alt tabakalardaki ilk katmanı döndürün<ol>
<li>Poliyi (3,4-etilendioksitofen): poli(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 0,45 μm PTFE filtresi (PALL) ile filtreleyin.</li>
		<li>Bir PEDOT:PSS ince filmini 60 saniye boyunca dönen 5.000 rpm'deki iki temiz substrata döndürmek için her örnek için yaklaşık 0,5 ml kullanın.</li>
		<li>Her bir substratı 70 °C'de bir fırında 10 dakika kurutun.</li>
	</ol>
</li>
	<li>karışım çözümünü ikinci katman için hazırlama<ol>
<li>Klorobenzendeki bazı poli(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) 50 mg/ml konsantrasyonda çözün.</li>
		<li>Klorobenzen içinde 50 mg/ ml konsantrasyonda bir PCBM çözeltisi hazırlayın.</li>
		<li>İki çözümü 1:0,7 P3HT:PCBM oranında karıştırın.</li>
		<li>Karışık çözeltiyi 0,45 μm PTFE filtreden filtreleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>P3HT:PCBM çözümünün yaklaşık 100 μl'lik kısmını PEDOT:PSS kaplı substratlara biriktirerek ikinci katmanı döndürün ve ardından ikinci katmanı oluşturmak için 30 saniye boyunca 2.000 rpm'de döndürün.</li>
	<li>Bir numuneyi döküm olarak bırakın ve diğerini bir fırında 150 °C'de 1 saat boyunca termal olarak tavla yapın. Bu, büyük PCBM'nin ince film yüzeyinde kristalize olup büyümesine neden olur.</li>
</ol>2. Mikroskopi ile Örnek Karakterizasyonu
<ol><li>Optik mikroskopi<ol>
<li>Yansıma modunda çalışan bir optik mikroskopta 40X mikroskop hedefi kullanarak her iki örneğin optik mikroskopi görüntüsünü alın ve görüntüleri ccd kamera kullanarak yakalayın.</li>
		<li>2.1.1 adımı için kullanılan büyütmede bilinen uzunlukta bir numunenin kalibrasyon görüntüsünü kaydedin</li>
		<li>Bilinen boyuttaki örnek için piksel sayısını belirleyerek görüntülerin piksel boyutunu mikron cinsinden hesaplayın.</li>
		<li>Hazır herhangi bir mikroskopi yazılımı kullanarak görüntüleri kalibre etmek için bu know piksel boyutunu kullanın. Şekil 1'dekalibre edilmiş optik mikroskopi görüntüsü örneği gösterilmiştir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Atomik Kuvvet Mikroskopisi<ol>
<li>İki örneğin atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüsünü alın.</li>
		<li>Şekil 1'desunulanlar gibi hat profili rakamları oluşturmak için hazır herhangi bir tarama prob yazılımı kullanarak verileri analiz edin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. SERGIS Deneyi
<ol><li>İlgi alanı verilerinin örneğinden elde edilen verilerin normalleştirilmesini sağlayan referans polarizasyonU P0'ı sağlamak için uygun bir referans örneği seçin.</li>
	<li>Örneği ve referans örneğini hizalama<ol>
<li>Üç örneği de konumlandırma tablosuna yerleştirin; bu nötron ışını boyunca çevrilebilir, böylece her örnek sırayla kirişe yerlenebilir.</li>
		<li>P0 referans örneğini, örnek tabloyu çevirerek kirişe yerleştirin.</li>
		<li>Standart yansıma hizalama yöntemlerini kullanarak P0 referans örneğini açısal <0,005° doğruluğa hizalayın.</li>
		<li>Örnek tabloyu çevirerek nötron ışınındaki ilgi örneğini yerleştirin.</li>
		<li>Standart yansıma hizalama yöntemlerini kullanarak her iki ilgi örneğini de açısal <0,005° doğruluğuna hizalayın.</li>
		<li>Tüm ilgi çekici örneklerin ölçülmek üzere bu hizalama işlemini yineleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>SERGIS enstrümanını yankı modunda olacak şekilde ayarlama<ol>
<li>ISIS Pulsed Nötron ve Muon Source'da (Oxfordshire, UK) 2-14 şarasında dalga boyları üretmek için özel off-speküler reflektör OffSpec'i kurun. Kullanılan kurulumun diğer ayrıntılarına buradan ulaşabilirsiniz10.</li>
		<li>Kılavuz alan düzenlemesinin bir kısmındaki akımı tarayarak cihazın her kolundaki toplam nötron presesyon sayısını dengelemek için cihazı ayarlayın. Bu, RF spin paletleri arasındaki mesafe ile tanımlanan cihazın kodlama kolları içindeki manyetik alanların gücünü ve eğimini ayarlayarak elde edilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Numune tablosunu eğerek otlatma insidansının açısını ayarlayın, böylece nötron ışını P0 örneğinde olay olacaktır (bu deney için 0,3 ° açıyla).</li>
	<li>Doygunluk problemlerini önlemek için doğrudan iletilen nötron ışınını dedektöre ulaşmasını engelleyin.</li>
	<li>Örnekleri ölçme<ol>
<li>Referans örneğinin bir kez daha nötron ışınında olması için örnek çeviri aşamasını hareket ettirın ve dağınık nötron yoğunluğunu referans numunesi için dikey yönelimli doğrusal scintillator dedektörü üzerinde konum işlevi olarak ölçün. Analizörden hemen önce dağınık kirişin dönüşünü çevirerek hem yukarı hem de aşağı doğru dönüşleri ölçün. Genellikle bu yaklaşık 1 saat boyunca yapılır. Bu, polarizasyonun belirlenmesini ve her iki ayar için dağınık yoğunluğun belirlenmesini sağlar.</li>
		<li>İlgi örneklerinden ilkini ölçmek için örnek aşamayı çevirin, ayrıca dikey yönelimli doğrusal bir scintillator dedektörü kullanarak yaklaşık 1 saat boyunca konum işlevi olarak hem yukarı hem de aşağı doğru dönüş yönelimlerini kaydedin.</li>
		<li>Bu ölçüm için yeterince iyi sayım istatistikleri elde edilene kadar 3.6.1 ve 3.6.2 adımlarını yineleyin. Tipik olarak bu yaklaşık 8 saat / örnek toplamdır.</li>
		<li>Ölçülecek diğer örnekler için 3.6.1-3.6.3 adımlarını yineleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>Toplanan veriler, her örnek için hem yukarı hem de aşağı 2B yoğunluk haritalarından oluşur. Formülü kullanarak 2D veri kümelerindeki her piksel için polarizasyonu hesaplama <img alt="" height="51" src="/files/ftp_upload/51129/51129_3.7_equation.png" width="103"> burada P polarizasyondur ve benyukarı veaşağı sırasıyla ölçülen spin yukarı ve aşağı dönüş yoğunluklarıdır.</li>
	<li>Formüle göre normalleştirilmiş polarizasyon yoğunluğu haritası üretmek için toplanan P0 referans örnek verilerini kullanarak ilgi çekici örnekler için elde edilen veri kümelerini normalleştirin <img alt="" height="49" src="/files/ftp_upload/51129/51129_3.8_equation.png" width="116"> burada PNormalleştirilmiş hesaplanan polarizasyon ve PÖrnek örnek polarizasyon değeri ve P0 P0 referans örneği kullanılarak ölçülen polarizasyondur.</li>
	<li>SERGIS verilerini uygun bir aralıkta entegre edin<ol>
<li>SERGIS veri tümleştirmesi için alanı(yani normalleştirilmiş polarizasyon grafiğindeki piksel aralığını) seçin. Bu alan, alan çizgisi integrallerindeki kusurlardan kaynaklanan olası polarizasyon inhomogeneities tarafından istenen SERGIS sinyalinin batmasını önlemek için seçilmelidir. SERGIS sinyalinin entegre edilebileceği kullanılabilir Q alanı, herhangi bir spin-echo uzunluğu yapılandırmasında bir dizi ayrıK Q değeriyle etkili bir şekilde sınırlıdır, burada Q momentum transfer vektörüdür, yani örnekle etkileşime girdikten sonra bir nötron momentumundaki değişiklik</li>
		<li>Daha önce tanımlanmış olan SERGIS korelasyon fonksiyonu G(y)'yi almak için normalleştirilmiş polarizasyonu entegre ederek 2D verileri azaltın5. Kesinlikle G(y) her iki Q vektörü üzerinde sonsuzluğa y'ye dik olarak entegre edilmelidir, ancak deneysel nedenlerden dolayı entegrasyon alanı örnek ufkun üzerinde seçilen algılanan yoğunlukla sınırlıdır.</li>
	</ol></li>
	<li>Verileri, formdaki verileri çizerek yankı küçük açılı nötron saçılma verilerini döndürmeye benzer şekilde ele alarak farklı dalga boylarında farklı saçılma uzunluğu yoğunluklarını telafi edin: <img alt="" height="65" src="/files/ftp_upload/51129/51129_3.10_equation.png" width="127"> burada φ nm'deki dönüş yankı uzunluğudur ve y = αφ2 kullanılarak kolayca hesaplanabilir, burada α verilen cihaz kurulumu11için kalibre edilmiş sabitler kullanılarak belirlenen bir sabittir.</li>
</ol>

<ol><li>Mezei, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutron+spin+echo%3A+A+new+concept+in+polarized+thermal+neutron+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Zeitschriftf%C3%BCr+Physik+A+Hadrons+Nuclei%22%5BJournal%5D)">Neutron spin echo: A new concept in polarized thermal neutron techniques.</a> Zeitschriftfür Physik A Hadrons Nuclei. 255, 146-160 (1972).</li>
<li>Falus, P., Vorobiev, A., Krist, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Test+of+a+two-dimensional+neutron+spin+analyzer%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+B+Condens.+Matter.+Mater.+Phys%22%5BJournal%5D)">Test of a two-dimensional neutron spin analyzer.</a> Physica B Condens. Matter. Mater. Phys. , 385-386 (2006).</li>
<li>Ashkar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamical+theory+calculations+of+spin-echo+resolved+grazing-incidence+scattering+from+a+diffraction+grating%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">Dynamical theory calculations of spin-echo resolved grazing-incidence scattering from a diffraction grating.</a> J. Appl. Crystallogr. 43 (3), 455-465 (2010).</li>
<li>Ashkar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamical+theory%3A+Application+to+spin-echo+resolved+grazing+incidence+scattering+from+periodic+structures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Dynamical theory: Application to spin-echo resolved grazing incidence scattering from periodic structures.</a> J. Appl. Phys. 110 (10), (2011).</li>
<li>Pynn, R., Ashkar, R., Stonaha, P., Washington, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A.L.%2CSome+recent+results+using+spin+echo+resolved+grazing+incidence+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22SERGIS%29.+hysica+B+Condens.+Matter.+Mater.+Phys%22%5BJournal%5D)">A.L.,Some recent results using spin echo resolved grazing incidence scattering.</a> SERGIS). hysica B Condens. Matter. Mater. Phys. 406 (12), 2350-2353 (2011).</li>
<li>Ashkar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin-Echo+Resolved+Grazing+Incidence+Scattering+%28SERGIS%29+at+Pulsed+and+CW+Neutron+Sources%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phy.+Conf.+Ser%22%5BJournal%5D)">Spin-Echo Resolved Grazing Incidence Scattering (SERGIS) at Pulsed and CW Neutron Sources.</a> J. Phy. Conf. Ser. 251 (1), (2010).</li>
<li>Vorobiev, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+and+microphase+separation+of+polymer+thin+films+dewetted+from+Silicon-A+spin-echo+resolved+grazing+incidence+neutron+scattering+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Phase and microphase separation of polymer thin films dewetted from Silicon-A spin-echo resolved grazing incidence neutron scattering study.</a> J. Phys. Chem. B. 115 (19), 5754-5765 (2011).</li>
<li>Major, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spin-echo+resolved+grazing+incidence+scattering+setup+for+the+neutron+interrogation+of+buried+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">A spin-echo resolved grazing incidence scattering setup for the neutron interrogation of buried nanostructures.</a> Rev. Sci. Instrum. 80 (12), (2009).</li>
<li>Parnell, A. J., Dalgliesh, R. M., Jones, R. A. L., Dunbar, A. D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+neutron+spin+echo+resolved+grazing+incidence+scattering+study+of+crystallites+in+organic+photovoltaic+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">A neutron spin echo resolved grazing incidence scattering study of crystallites in organic photovoltaic thin films.</a> Appl. Phys. Lett. 102, (2013).</li>
<li>Dalgliesh, R. M., Langridge, S., Plomp, J., De Haan, V. O., Van Well, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Offspec%2C+the+ISIS+spin-echo+reflectometer.+hysica+B+Condens.%5BTitle%5D)+AND+%22Matter.+Mater.+Phys%22%5BJournal%5D)">Offspec, the ISIS spin-echo reflectometer. hysica B Condens.</a> Matter. Mater. Phys. 406 (12), 2346-2349 (2011).</li>
<li>Krouglov, T., de Schepper, I. M., Bouwman, W. G., Rekveldt, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-space+interpretation+of+spin-echo+small-angle+neutron+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">Real-space interpretation of spin-echo small-angle neutron scattering.</a> J. Appl. Crystallogr. 36, 117-124 (2003).</li>
<li>Brady, M. A., Su, G. M., Chabinyc, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+the+morphology+of+bulk+heterojunctionphotovoltaics%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Recent progress in the morphology of bulk heterojunctionphotovoltaics.</a> Soft Matter. 7 (23), 11065-11077 (2011).</li>
<li>Huang, Y. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+effect+of+annealing+process+on+the+performance+of+P3HT%2FPCBM+photovoltaic+devices+using+scanning-probe+microscopy.%5BTitle%5D)+AND+%22+Solar+Energy+Mater.+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Study of the effect of annealing process on the performance of P3HT/PCBM photovoltaic devices using scanning-probe microscopy.</a> Solar Energy Mater. Solar Cells. 93 (6-7), 888-892 (2009).</li>
<li>Parnell, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depletion+of+PCBM+at+the+Cathode+Interface+in+P3HT%2FPCBM+Thin+Films+as+Quantified+via+Neutron+Reflectivity+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Depletion of PCBM at the Cathode Interface in P3HT/PCBM Thin Films as Quantified via Neutron Reflectivity Measurements.</a> Adv. Mater. 22 (22), 2444-2447 (2010).</li>
</ol>

Yazar Robert Dalgliesh, bu deneyde kullanılan enstrümanı barındıran ISIS Pulsed Nötron ve Muon Kaynağı'nın bir çalışanıdır.

Şekil 1'deki mikroskopi verileri, P3HT:PCBM ince filmini tavlamadan önce düz ve pürüzsüz olduğunu ve termal tavlamadan sonra yüzeyde yaklaşık 1-10 μm arasında değişen yanal boyutlara sahip birçok büyük düzensiz PCBM kristalitleri olduğunu açıkça göstermektedir. Bu, PCBM'nin filmin üst yüzeyine doğru göç etmesine ve daha sonra büyük kristalitler oluşturmak için toplanmasına atfedilir. Tavlanmış numunedeki PCBM kristalitlerinden saçılma ile ilişkili güçlü bir SERGIS sinyali Şekil 4'tegörül...

SERGIS tekniği, ince film örneklerinden elde edilen diğer saçılma veya mikroskopi tekniklerini kullanarak erişilemeyen benzersiz yapısal bilgiler verebilmeyi amaçlamaktadır. Mikroskopi teknikleri tipik olarak yüzey sınırlıdır veya iç yapıları görüntülemek için önemli bir değişiklik/numune hazırlığı gerektirir. Yansıtıcılık gibi geleneksel saçılma teknikleri, ince film içindeki derinlik fonksiyonu olarak gömülü numune yapıları hakkında ayrıntılı bilgi sağlayabilir, ancak ince filmin düzleminde yapıyı kolayca araştıramaz. Sonuçta SERGIS'in ince film örneğinin içine gömüldüğünde bile bu yanal yapının araştırılmasını sağlayacağı umulmaktadır. Burada sunulan temsili sonuçlar, düzensiz numune özelliklerinden bir SERGIS sinyali gözlemlemenin mümkün olduğunu ve ölçülen sinyalin, geleneksel mikroskopi teknikleriyle doğrulanan örnekte bulunan özelliklerle ilişkili karakteristik bir uzunluk ölçeği ile ilişkilendirilebileceğini göstermektedir.
Inelastik spin eko teknikleri Mezei ve ark. 1970'lerde 1. O zamandan beri SERGIS tekniği (Mezei ve arkadaşlarınınfikirlerinin bir uzantısıdır) son derece düzenli kırınım ızgaraları2-6 ve dairesel ıslatılmış polimer damlacıklar7gibi çeşitli örnekler kullanılarak deneysel olarak başarıyla gösterilmiştir. Pynn ve iş arkadaşları tarafından son derece düzenli örneklerden gelen güçlü saçılmaları modellemek için dinamik bir teori geliştirilmiştir3-6,8. Bu çalışma, bu tür bir ölçümü gerçekleştirirken dikkat edilmesi gereken birçok pratik yönü vurgulamıştır ve küçük bir çok uluslu topluluk içinde sürekli bir diyaloğa yol açmıştır.
Sergis deneylerinden iyi sonuçlar büyük olasılıkla, ölçülen numune düz bir substrat üzerinde ince bir filmden oluşuyorsa ve yazarlar tarafından gösterildiği gibi nötronları güçlü bir şekilde dağıtan orta büyüklükteki özelliklerin (30 nm ila 5 μm) yüksek yoğunluğuna sahip saçılma özellikleri içeriyorsa elde edilecektir9. Numuneyi derinlik fonksiyonu olarak araştıran diğer yerleşik yansıtıcılık tekniklerinin aksine, SERGIS tekniği, örnek yüzeyin düzleminde yapıları problama avantajına sahiptir. Ayrıca, spin-echo kullanımı, yüksek uzamsal veya enerji çözünürlüğü elde etmek için nötron ışınını sıkıca albayize etme gereksinimini ortadan kaldırır, sonuç olarak önemli akı kazançları elde edilebilir. Bu, kirişi tek bir yönde güçlü bir şekilde albaylama ihtiyacı nedeniyle önemli ölçüde sınırlı olan otlatma insidansı geometrileri için özellikle önemlidir. Bu nedenle OffSpec aletini kullanarak hem dökme hem de yüzey yapılarında 30 nm ila 5 μm uzunluk ölçeklerini araştırmak mümkün olmalıdır.

<table><tbody><tr><td>Silikon yüzeylerde Silikon 2</td><td>Prolog</td><td></td><td>4 mm kalınlığında cilalı bir tarafı</td></tr><tr><td>Oksijen plazma</td><td>Diener</td><td></td><td>Kaplamadan önce alt tabakaları temizlemek için oksijen plazma temizleme sistemi</td></tr><tr><td>Poli (3,4-etilendioksitiofen): poli (stirensülfonat)</td> <td>Ossila</td><td></td><td>PEDOT: Organik fotovoltaik numuneler için PSS iletken polimer tabakası</td></tr><tr><td>0.45 &mu; m PTFE filtresi</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Filer, PEDOT: PSS ve P3HT çözeltilerinden agregaları çıkarmak için</td>P3HT</tr> Poli <tr><td>(3-heksiltiofen-2,5-diil)</td> <td>Ossila</td><td></td> için Klorobenzen Sigma Aldrich <td>Çözücü P3HT - polimer fotovoltaiklerde kullanılan polimer</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Laurell</td><td></td><td>Düz ince polimer filmler yapmak için biriktirme sistemi</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td>Vakumlu Fırın <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Hazırlandıktan sonra tavlama numuneleri için Bağlayıcı Fırın</td></tr><tr><td>Nikon Eclipse E600 optik mikroskop</td><td>Nikon</td><td></td><td>Mikroskop</td></tr><tr><td>Veeco Dimension 3100 AFM</td><td>Veeco</td><td></td><td>AFM</td></tr><tr><td>Kılavuz çekme modu uçları (~275 kHz)</td><td>Olympus</td><td></td><td>AFM ipuçları</td></tr><tr><td>SERGIS ölçümü için</td><td>Kuvars Disk Referans</td><td></td><td></td> örnekleri</tr><tr><td>Spin Echo off-speküler </td><td>ISIS Darbeli Nötron ve Müon Kaynağı'nda (Oxfordshire, İngiltere) reflektometre OffSpec</td> <td>2-14 & Aring darbeli nötronlar üretir;</td><td></td></tr><tr><td>Nötron Dedektörü</td><td>Offspec</td><td></td><td>dikey olarak yönlendirilmiş lineer sintilatör dedektörü</td></tr><tr><td>RF spin yüzgeçleri</td><td>Offspec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Manyetik Alan Kılavuzları</td><td>Offspec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Veri İşleme Yazılımı</td><td>Mantid</td><td></td><td><a href="http://www.mantidproject.org/Main_Page">http://www.mantidproject.org/Main_Page</a></td></tr></tbody></table>

nötron spin echo'nun kullanılması, organik güneş hücresi malzemelerini araştırmak İçin otlatma İnsidansını dağıtmayı Çözdü

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Spin ekosu, düzensiz şekilli kristalitlerle ilişkili uzunluk ölçeklerini araştırmak için otlatma insidansı saçılma (SERGIS) tekniği kullanılmıştır. Nötronlar manyetik alanın iki iyi tanımlanmış bölgesinden geçirilir; biri numuneden önce, diğeri de sonra. İki manyetik alan bölgesi zıt polariteye sahiptir ve her iki bölgede de seyahat eden nötronların, rahatsız edilmeden, karşıt yönlerde aynı sayıda işlem görecek şekilde ayarlanmıştır. Bu durumda, ikinci koldaki nötron presssiyonunun ilkini "yankıla" olduğu söylenir ve kirişin orijinal polarizasyonu korunur. Nötron bir örnekle etkileşime girer ve elastik olarak dağılırsa, ikinci koldan geçen yol ilkiyle aynı değildir ve orijinal polarizasyon geri kazanılmamıştır. Nötron ışınının depolarizasyonu çok küçük açılarda (<50 μrad) oldukça hassas bir probdur, ancak yine de yüksek yoğunluklu, farklı bir ışının kullanılmasına izin verir. Referans numunesinden yansıyan ışının polarizasyonundaki azalma, numune içindeki yapı ile doğrudan ilişkili olabilir.
Nötron yansıma ölçümlerinde gözlenen saçılma ile karşılaştırıldığında, SERGIS sinyalleri genellikle zayıftır ve incelenen numune içindeki düzlem içi yapılar seyreltilmiş, düzensiz, küçük boyutlu ve polidisperz veya nötron saçılma kontrastı düşükse gözlenme olasılığı düşüktür. Bu nedenle, ölçülen numune düz bir substrat üzerinde ince filmlerden oluşuyorsa ve nötronları güçlü bir şekilde dağıtan orta büyüklükteki özelliklerin (30 nm ila 5 μm) yüksek yoğunluğunu içeren saçılma özellikleri içeriyorsa veya özellikler bir kafes üzerinde düzenlenmişse, büyük olasılıkla SERGIS tekniği kullanılarak iyi sonuçlar elde edilecektir. SERGIS tekniğinin bir avantajı, numunenin düzleminde yapıları araştırabilmesidir.

Burada sunulan [6,6]-fenil-C61-bütirik asit metil ester (PCBM) ve poli (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) örneklerinden elde edilen temsili sonuçlar, organik fotovoltaik hücrelerde dökme hetero-kavşak malzemeleri olarak yaygın uygulamaları nedeniyle önemli ilgi görmektedir12,13. Tipik olarak organik bir fotovoltaik cihazın imalatı sırasında, bir P3HT:PCBM karışım çözeltisi, bir poli (3,4-etilendioksitofen):p oly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) kaplı şeffaf anot (genellikle indiyum kalay oksit) üzerinde ince bir ...

Düzensiz numunelerdeki uzunluk ölçeklerini araştırmak için nötron saçılma tekniği olarak spin eko çözümlü otlatma insidansı saçılma (SERGIS) kullanımında ilerleme kaydedildi. [6,6]-fenil-C61-bütirik asit metil ester kristalitleri SERGIS tekniği ve optik ve atomik kuvvet mikroskopisi ile doğrulanan sonuçlar kullanılarak araştırıldı.

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, nötron spin yankı çözümlemeli sıyırgan açılı saçılmanın (grazing incident scattering), polimer güneş hücreleri içindeki aktif katman gibi düzensiz ince film numunelerinde mevcut olan uzunluk ölçeklerini incelemek için kullanılabileceğini göstermektir. Bu, ikinci bir adım olarak düzensiz yapılara sahip uygun numunelerin hazırlanmasıyla gerçekleştirilir.Düzensiz yapıların mevcut olduğunu doğrulamak için bu yapıların uzunluk ölçekleri, geleneksel optik ve atomik kuvvet mikroskobu teknikleri kullanılarak ölçülür. Ardından, hazırlanan numuneler kullanılarak nötron suris ölçümleri yapılır. Suris deneylerinde gözlemlenen uzunluk ölçeklerinin, geleneksel mikroskopi sonuçlarıyla eşleştiğini gösteren sonuçlar elde edilir.Bu durum, nötron spin ekolu çözünürlüklü sıyırma açılı saçılımın bu tür numuneleri inceleyebildiğini göstermektedir. Bu tekniğin, yüzey yapısını inceleyen taramalı prob mikroskopisi gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, yüzeydekilerin yanı sıra numunenin içindeki yapıları da inceleyebilecek olmasıdır. Bu yöntem, bu şematik tasvirde gösterildiği gibi, bir polimer fotovoltaik cihazın aktif tabakasındaki nanoyapının performansını nasıl etkil

using-neutron-spin-echo-resolved-grazing-incidence-scattering-to

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Güneş enerjisi üretimi için konuşlandırılabilir nanokristal kompozit yarı iletken yük-ayırma geliştirilmesi için genel bir strateji sunulmuştur. Verici-alıcı nanokristal film yığın-heterokavşaklar fotovoltaik enerji dönüşüm için kullanılabilir ederken, bir tek nanoparçacık geometri verici-alıcı nanokristal etki bu montaj bir fotokatalitik işlev yol açmaktadır göstermektedir.

Şarj-Ayırma Nanokristaller ve Bunların Katılar Yoluyla Güneş Enerjisi Hasat

Organik fotovoltaik (OPV) malzemeler nanometre ölçeğinde doğal homojen olmayan vardır. OPV malzemelerin Nanoseviye inhomojenlik fotovoltaik cihazların performansını etkiler. Bu yazıda, alt-100 nm çözünürlükte OPV malzemelerin elektriksel ve mekanik özelliklerinin kantitatif ölçümler için bir protokol açıklar.

Eşzamanlı Sayısal İletkenlik ve AFM kullanarak Organik Fotovoltaik Malzemeler Mekanik Özellikleri Ölçümleri

Bir kesme hücre kesme hız-hız gradyanı düzleminde küçük açı nötron saçılımı ölçümleri için geliştirilmiştir ve karmaşık akışkanları karakterize etmek için kullanılır. Hız gradyanı yönünde uzaysal çözülmüş kesme-bant ölçümleri malzemelerin araştırılması için mümkündür. Uygulamalar koloidal dispersiyonların araştırmalar, polimer çözeltiler, ve kendinden düzenlenen yapılar yer alır.

1-2 Düzlem Flow-Küçük Açı Nötron Saçılma kullanma Malzeme Mikroyapı altında Akış Ölçme

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Bu protokol, iletken olmayan yüzeyler üzerinde ince film elektronik üretmek için tabaka inorganik nano-kristalin tabakasının sentezi ve çözelti depozisyonunu tarif etmektedir. Solvent stabilize mürekkepler sonrası birikimi ligand değişimi ve sinterleme aşağıdaki spin ve sprey kaplama yoluyla cam yüzeylerde tam fotovoltaik cihazlarını üretebilir.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

elektron alıcısı ve elektron veren polimer fabrikasyonu olarak Ti alkoksitler dayalı tamamen yazdırılabilir, fulleren içermeyen, yüksek hava kararlı, toplu heteroeklem güneş hücreleri için bir yöntem burada tarif edilmektedir. Ayrıca, Ti-alkoksit ünitelerinin moleküler şişkinliğini yoluyla fotoaktif tabakasının morfolojisinin kontrol edilmesi için bir yöntem olup bildirilmektedir.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

Burada, biz x-ışını Floresans uygun yazılımın kullanımı haritalar, Floresans mikroskobu veri miktar için Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından oluşturulan gösterir. Sonuç quantified veri elemental dağılımı ve stokiometrik oranları faiz örneği içinde anlamak için yararlıdır.

HARİTALAR kullanarak x-ışını Floresans veri miktarının

Bu makalede, elektrokimyasal, tarif elektron paramagnetic rezonans ve organik elektronik uygulamada için organik bileşikleri analiz etmek için yakın kızılötesi ve ultraviyole görünür spektroelektrokimyasal yöntemleri.

Çevrimsel Voltammetry, UV-VIS-NIR ve EPR Spectroelectrochemistry organik bileşikleri analiz kullanarak

Senkrotron ışın larında X-ışını indüklenen akım ölçümleri için bir kurulum tanımlanmıştır. Bu güneş pilleri nanoölçekli performansını açıklar ve multi-modal X-ışını mikroskopisi için teknikpaketi genişletir. Kablolamadan sinyale-gürültü optimizasyonuna kadar, sert bir X-ışını mikroprobunda son teknoloji XBIC ölçümlerinin nasıl yapılacağını gösterir.

Güneş Pillerinin Çok Modal X-ışını Mikroskobu için X-ışını Indüklenen Akım Ölçümleri

Bu makale, rulodan ruloya yuva kalıp kaplı, fullerene olmayan organik fotovoltaikler üzerindeki kurutma mürekkeplerinin yerinde CBSSAXS deneylerini yerinde (laboratuvar X-ışını cihazı ile) gerçekleştirmek ve analiz etmek için bir gösteri ve kılavuzdur.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

Bu makalede lipid membranlarının nötron spin eko (NSE) çalışmalarında örnek hazırlama, veri azaltma ve veri analizi protokolleri açıklanmaktadır. Lipitlerin judicious döteryum etiketlemesi, üzerinde hayati biyolojik süreçlerin meydana geldiği mezoskopik uzunluk ve zaman ölçeklerinde farklı membran dinamiklerine erişim sağlar.

Lipid Membran Dinamiği ve Membran-Protein Etkileşimleri için Benzersiz Bir Prob Olarak Nötron Spin Eko Spektroskopisi

Öğrenin, polimer güneş hücreleri için SERGIS nötron saçılma tekniğiyle düzensiz ince film yapılarındaki uzunluk ölçeklerini nasıl inceleyeceğinizi. Optik ve atomik kuvvet mikroskobu ile doğrulanan bu yöntem, malzeme iç yapısını keşfetmede yeni olanaklar sunar.

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

Daha fazla video keşfet