天津大学叶龙&中国科学院高能所陈雨等:可控温原位拉伸条件下聚合物半导体薄膜的掠入射X射线散射

文摘   科学   2024-11-11 09:02   北京  

近年来,随着同步辐射掠入射X射线散射(GIWAXS技术的广泛应用,研究人员对聚合物半导体的理解取得了显著进展。然而,在拉伸条件下利用GIWAXS研究聚合物超薄膜仍面临诸多挑战,主要瓶颈在于新型原位实验装置的开发和数据解析方法的建立

近日,天津大学叶龙教授和中国科学院高能物理研究所陈雨副研究员等人Science China Materials发表研究论文,设计并开发了一种可控温、可旋转的原位拉伸样品台装置,能够在北京同步辐射装置和上海光源实现对聚合物超薄膜的动态结构表征

以代表性半导体聚合物N2200为例,首次展示了变温拉伸条件下的原位GIWAXS实验结果。研究发现,随着应变和温度的增加,聚合物薄膜的分子排列和堆积发生了显著变化。
该研究深化了对聚合物超薄膜在拉伸条件下行为的理解,有望推动可拉伸电子器件及薄膜结构表征方法的设计与优化。
Figure 1. (a) The design of the in-situ temperature controllable GIWAXS sample stage for stretchable thin films. (b) Molecular structure of the model semiconducting polymer N2200. (c) The schematic of the uniaxial temperature-controllable stretching sample stage for in-situ characterizing ultrathin polymeric films. (d) The 2D GIWAXS pattern and 1D profiles of the elastomer substrate.
Figure 2. (a) Illustration of the components of the stretching device/sample stage. (b) Demonstration of the stretching device interfaced with the 1W1A beamline at BSRF. (c) A snapshot of the software interface and the associated functions.
Figure 3. Illustration of the full procedure of preparing stretchable samples for in-situ GIWAXS measurements.
Figure 4. (a–c) 1D curves and 2D patterns of out-of-plane and in-plane of the N2200 sample as a function of temperature for incident X-rays parallel to the stretching direction, respectively; (d) trend of the coherence length and g parameter of N2200; (e) pole figure extracted from the (010) diffraction peaks of the 2D GIWAXS patterns, and ω is the (010) polar angle; (f) trend of the rDoC vs. temperature when the incident X-rays are parallel to the stretching direction.

文章信息




Yu Chen, Saimeng Li, Zhibang Shen, Chunlong Sun, Jintao Feng, Long Ye. In-situ temperature-controllable grazing incidence X-ray scattering of semiconducting polymer thin films under stretching. Sci. China Mater. (2024).

https://doi.org/10.1007/s40843-024-3121-2


击左下角“阅读原文”,阅读以上文章PDF原文

【扩展阅读】

中科大武晓君等:二维碱金属金化物双金属烯半导体

天津大学胡文平&李荣金等:通过应变工程显著提高有机半导体的迁移率

四川大学向钢等:基于室温铁磁性的(Fe, Al)共掺杂SiGe铁磁pn二极管的可调整流和磁阻特性

SCMs|从导体到半导体:ITO纳米线直径调控制备低成本电子器件

SCMs|用于低功率神经形态晶体管的金属氧化物半导体纳米纤维中阳离子比例的合理调整

SCMs|基于二十面体的新型B12CN和B13CN结构的第一性原理研究

SCMs|具有亚2-nm沟道长度的二维垂直p-n结二极管

SCMs|CdSe/CdS纳米晶在壳层形成和生长过程中的形貌调控:表面配体对晶体结构的决定性作用

SCMs|可控掺杂双极性半导体聚合物应用于简化构筑综合性能优异的有机逻辑电路

SCMs|纳米尺度砷化硼的超大拉伸弹性

点击阅读全文,了解更多



中国科学材料
以科学为导向,以作者为中心,SCIENCE CHINA Materials快速发表材料科学最新研究成果,全面报道热点领域研究进展和前沿资讯。
 最新文章