研究目的
研究PDMS弹性体基底特性(特别是通过紫外/臭氧处理调节的粘附性和近表面模量)对PDPP-4T聚合物半导体薄膜在循环应变下的延展性和稳定性的影响。
研究成果
通过紫外/臭氧处理调控PDMS基底的粘附性与刚度,可使PDPP-4T薄膜在循环应变下实现稳定塑性形变,有效抑制褶皱与分层现象。该薄膜能保持微观结构有序性及可预测的电荷传输特性,展现出界面优化型本征可拉伸半导体的应用潜力。
研究不足
紫外/臭氧处理可能不具备长期稳定性;聚二甲基硅氧烷(PDMS)的疏水性恢复可能随时间推移影响结果。测量仅限于特定应变范围和循环次数;经处理的PDMS进行电学测量时存在转印问题。由于梯度效应和大应变因素,模量计算中存在假设前提。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用紫外/臭氧处理调控PDMS表面特性,通过褶皱计量法测量弹性模量,利用循环应变评估薄膜稳定性。检测方法包括原子力显微镜(AFM)、紫外-可见光谱、掠入射广角X射线散射(GIWAXS)及剥离测试。
2:样本选择与数据来源:
在经不同紫外/臭氧处理时间(0、10、20分钟)的PDMS基底上制备30纳米和150纳米厚度的PDPP-4T薄膜。样品通过旋涂法和转印法制备。
3:20分钟)的PDMS基底上制备30纳米和150纳米厚度的PDPP-4T薄膜。样品通过旋涂法和转印法制备。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:PDMS(Sylgard 184)、PDPP-4T聚合物、紫外/臭氧处理腔室(Jelight型号42)、原子力显微镜(Asylum MFP-3D-BIO)、紫外-可见分光光度计(Ocean Optics Jazz)、斯坦福同步辐射光源(SSRL)11-3光束线的GIWAXS、万能材料试验机(Instron 5943)、应变台。
4:4)、PDPP-4T聚合物、紫外/臭氧处理腔室(Jelight型号42)、原子力显微镜(Asylum MFP-3D-BIO)、紫外-可见分光光度计(Ocean Optics Jazz)、斯坦福同步辐射光源(SSRL)11-3光束线的GIWAXS、万能材料试验机(Instron 5943)、应变台。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:对PDMS进行紫外/臭氧处理,以5%/秒的速率对薄膜施加循环应变,通过AFM、紫外-可见光谱和GIWAXS监测应变极限下的表面形貌与微观结构变化。采用剥离测试测量粘附能。
5:数据分析方法:
根据AFM图像确定褶皱起始应变,利用褶皱方程计算弹性模量,通过紫外-可见光谱获取二向色性比,从有机场效应晶体管(OFET)转移曲线推导电荷迁移率,并对多组样本进行统计分析。
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UV-visible spectrometer
Jazz
Ocean Optics
Probing microstructural order and dichroic ratio of films
-
UV/ozone chamber
model No. 42
Jelight
Treating PDMS substrates with UV/ozone to modify surface properties
-
AFM
MFP-3D-BIO
Asylum
Measuring surface topography and roughness of films
-
GIWAXS
beamline 11-3
Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL)
Probing crystalline packing behavior of films
-
tensile tester
5943
Instron
Measuring peel force for adhesion energy calculations
-
strain stage
Applying cyclic strain to film/PDMS composites
-
PDMS
Sylgard 184
Used as elastomer substrate for films
-
PDPP-4T
Ossila, Ltd
Polymer semiconductor film material
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