Reaktif Buhar biriktirme rasgele yüzeylerde konjuge polimer filmleri

Bu deneyin genel amacı, özel olarak tasarlanmış bir reaktif buhar biriktirme odası kullanarak pürüzlü ve dokulu alt tabakalar üzerinde iletken veya yarı iletken polimer filmlerin koruyucu kaplamalarını oluşturmaktır. Bu yöntem, tekstil elektroniği gibi benzersiz cihazlar üretmek için yumuşak elektronik malzemelerin geleneksel olmayan alt tabakalar üzerinde biriktirilmesine izin verir. Odamızın ana avantajı, polimerlerin geniş bir bölümünün buharla biriktirilebilmesidir, bu da yapılandırılmış çeşitli konjuge polimer filmlerin oluşturulabileceği anlamına gelir.

Prosedüre başlamak için, 50 miligram ProDOT'u bir kuvars martimer ampulüne yerleştirin. Ampulü dördüncü bir inç hızlı bağlantı kaplinleri ve bir iğneli valf ile bağlayın. Ampulü, metal parçaları ve sıcaklık probunu bir ısıtma bandı ile sarın.

İğne valfini açık tutarak ampulü boru şeklindeki hazneye bağlayın. Ardından, alt tabaka ısıtma bölgesinde birbirine bitişik olarak istenen malzemelerden beş adet 1,3 santimetre x 2,5 santimetre alt tabaka yerleştirmek için uzun cımbız kullanın. Oksidan ısıtma bölgesine 50 miligram demir 3 klorür içeren beş mililitrelik bir alümina pota yerleştirin.

Haznenin ucunu kapatın, inert gaz giriş valfini yavaşça kapatın ve vakum pompasını çalıştırın. Hazne basıncı 525 militorr'un altına düştüğünde, soğuk tuzak dewarını sıvı nitrojenle doldurun. Üç ısıtma bölgesinin her birini ısıtma bandına sarın.

Bantları sıcaklık kontrol cihazlarına bağlayın. Hazne 52,5 militorr işlem basıncına ulaştığında, martimer ampul iğne valfini kapatın. Oksidan ısıtıcıyı 170 santigrat dereceye ve alt tabaka ve martimer ısıtıcılarını 80 santigrat dereceye ayarlayın.

Demir 3 klorürü potadan tamamen buharlaştırmak için bu sıcaklıklarda yaklaşık on dakika ısıtın. Devam etmeden önce buharlaşmış demir 3 klorürün tüpün soğuk bölgesinde, oksidan ile gaz girişi arasında kırmızı bir katı olarak biriktiğini onaylayın. Ardından, martimer ampulün iğne valfini açın, mavi renkli ince filmlerin alt tabakalar üzerinde istenen kalınlığa ulaşmasına izin verin.

Martimer ampullere giden iğneli valf, haznede demir klorür buharı oluştuktan sonra açılmalıdır. Aksi takdirde, martimer buharı, toz yüzeyinin etrafında bir polimer tabakası oluşturmak için potadaki oksidan ile reaksiyona girecektir. İstenilen film kalınlığına ulaşıldığında martimer ampul iğne valfini kapatın.

Isıtma bantlarını kapatın ve sistemin vakum altında oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Sistem soğuduktan sonra inert gaz vanasını açın ve vakum pompasını durdurun. Uzun cımbız kullanarak numuneleri hazneden çıkarın.

Artık reaksiyona girmemiş oksidan ve martimer'ı çıkarmak için numuneleri 30 dakika boyunca metanole batırın. Durulama sırasında tabakalara ayrılabilecekleri için cam yüzeyler üzerindeki 500 nanometreden daha kalın filmleri dikkatli bir şekilde tutun. Metanol durulama işlemi tamamlandığında, numuneleri hafif bir nitrojen gazı akışı altında dikkatlice kurutun.

Prosedüre başlamak için, bir kuvars martimer ampulüne iki mililitre EDOT yerleştirin. Ampulü iğne valfine bağlayın ve ısıtma bandı ile sarın. İğne valfini açık tutarak ampulü boru şeklindeki hazneye bağlayın.

Ardından, iki reaktif buhar girişi arasına birbirine bitişik 1,3 santimetre x 2,5 santimetre alt tabakaları yerleştirmek için uzun cımbız kullanın. Ardından, odanın ucunu kapatın. Bir davlumbazda, iki mililitre sıvı bromu bir kuvars oksidan ampule yükleyin.

Ampulü kapalı bir iğneli valf ile donatın. Oksidan ampulü kapalı iğne valfi ile hazneye bağlayın. Ardından, inert gaz giriş vanası kapalıyken vakum pompasını çalıştırın.

Hazne basıncı 525 militorr'un altına düştüğünde, soğuk tuzak dewarını sıvı nitrojenle doldurun. Isı bandı sarılı martimer ısıtma bölgesini bir sıcaklık kontrol cihazına bağlayın. Hazne 52,5 militorrs işlem basıncına ulaştığında, martimer ısıtıcıyı 80 santigrat dereceye ayarlayın.

Martimer buharlaştırmak için bu sıcaklıkta yaklaşık on dakika ısıtın. Ardından, sıvı brom oldukça uçucu olduğu için oksidan iğne valfini sadece hafifçe açın. Mavi PE-DOT filmlerin birikmesini izleyin, böylece flimler istenen kalınlığa ulaştığında, martimer ve oksidan iğneli valfleri kapatın, ısıtma bandını kapatın ve haznenin vakum altında oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.

Ardından inert gaz giriş valfini açın ve vakum pompasını durdurun. Oksidan olarak brom kullanıldığında durulamaya gerek yoktur. PolyproDOT film kalınlığı olarak adlandırılan maksimum klor, martimer ampul girişinden yaklaşık iki inç olarak gözlemlendi.

Morfolojiyi karakterize etmek için atomik kuvvet mikroskobu kullanıldı. PolyproDot film olarak adlandırılan 100 nanometre kalınlığındaki bir klorun iletkenliği santimetrede 106 sieman idi. Artık demir 3 klorürün uzaklaştırılması, iletkenliğin yalnızca polimerden kaynaklandığını gösteren x-ışını foto elektron spektroskopisi ile doğrulandı.

Klor dublajlı PTT filmler kağıt, kadife kumaş ve pamuklu kasaba kumaşı üzerinde biriktirildi ve sonuçta bozulmamış beyaz alt tabakaların koyu kırmızı görünmesini sağladı. Taramalı elektron mikroskobu, filmlerin mikrometre ölçeğinde üç dokulu yüzey üzerinde uyumlu olarak tek tip olduğunu gösterdi. PolyproDot olarak adlandırılan klor ve PEDOT filmler olarak adlandırılan bromun UV vis spektroskopisi, 600 nanometrenin ötesinde geniş özelliksiz absorpsiyon bantları gösterdi, bu da filmlerin metanol ile fazla oksidanın uzaklaştırılmasından sonra P-dublajlı kaldığını gösterdi.

Bu bant, PTT olarak adlandırılan klor için gözlenmedi, bu da metanol durulaması sırasında tamamen D olarak adlandırıldığını gösteriyor. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 2 saat içinde yapılabilir. Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, araştırmacıların ticari kumaşları ve elyafları, odamızda iletken veya yarı iletken polimer filmlerle kaplayarak elektronik bileşenlere dönüştürmelerine izin verdi.