用同步辐射二维掠入射X射线衍射实时表征共轭聚合物薄膜微结构变化的测试平台的搭建与相关方法学研究

批准号:
U1332116
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
张吉东
依托单位:
学科分类:
A3202.上海光源
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
阴广志、顾月良、陈曦、陈刘然、王鹏月
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中文摘要
薄膜微结构对基于共轭聚合物的有机光电转换器件的器件性能有很大的影响,因此研究退火(包括热退火和溶剂蒸汽熏蒸退火)这种薄膜微结构的有效的调控方法的机理十分重要。但是目前相应的原位测试平台与相关方法学研究还是空白,因此本项目拟在上海同步辐射光源衍射站搭建一套适用于共轭聚合物薄膜退火过程中微结构实时表征的二维掠入射X射线衍射测试平台,建立相关的测试与分析方法,并用这套平台初步研究共轭聚合物薄膜退火过程中微结构的变化机理,为薄膜微结构的调控提供新的方法与思路。
英文摘要
The study of mechanism of thermal annealing/solvent vapor annealing, which is an efficient method to control the microstructure of conjugated polymer thin film, is very important because of the huge influence of such microstructure on the performance of related electro-optic devices. However the corresponding in-suit characterization system and related methodology study are still unavailable. In this project we will set up an in-suit characterization system of microstructure of conjugated polymer thin films using synchrotron 2D grazing incident X-ray diffraction. Related measurement and analysis method will be also studied. After the set up, such system will be used to study the mechanism of annealing of conjugated polymer thin film, from which the new method and idea of controlling the microstructure will be achieved.
随着同步辐射实验技术的深入以及相关有机光电材料与器件研究中的原位表征需求的出现,迫切需要在同步辐射装置已有的二维掠入射X射线衍射测试系统基础上添加原位热退火以及溶剂蒸气退火附件来实现实时原位表征并对有机半导体薄膜在退火过程中的机理进行深入的研究。我们在本项目的支持下基本按照计划完成了这些工作,具体如下:. 我们搭建了快速辅助对准系统并建立了相关操作流程,实现了秒级的自动对准。我们还添加了飞行通道等附件来提高二维掠入射X射线衍射图的信噪比。我们研制了原位热台与原位溶剂蒸气退火装置,实现了原位二维掠入射X射线衍射。我们还设计制作了新2DGIXRD数据处理软件,可以将原始数据很方便地转换成文章所需要的q空间图像,还添加了背景扣除功能,进一步提高了测试数据的信噪比。. 我们使用原位热台表征了一系列共轭聚合物薄膜的原位热退火过程中的微结构变化并探索了其结晶结构转变机理。发现在热退火过程中均聚的共轭聚合物的主链与侧链的活跃运动时间不同,在常温到60oC~90oC的温度范围内主要是侧链运动为主,以上则是主链与侧链一起运动。对于共轭聚合物共混物或者嵌段共聚物,我们还利用了不同组分熔融温度不同以及初始溶剂诱导的取向差别成功的通过精确温度控制得到了多种可控取向薄膜。. 我们使用原位溶剂蒸汽退火台表征了不同共轭聚合物薄膜的原位溶剂蒸汽退火过程的微结构变化并探索了其结晶结构的转变机理。发现在溶剂蒸汽退火过程中存在着晶体溶胀溶解与重结晶的竞争关系,退火后结晶度的增加本质上是来源于这个竞争过程中的分子链堆砌的有效重整。.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.1002/macp.201600012
发表时间:2016-07
期刊:Macromolecular Chemistry and Physics
影响因子:2.5
作者:Huahao Yang;Kexin Qu;Haidong Li;He Cheng;Jidong Zhang
通讯作者:Huahao Yang;Kexin Qu;Haidong Li;He Cheng;Jidong Zhang
Optimization of Broad-Response and High-Detectivity Polymer Photodetectors by Bandgap Engineering of Weak Donor-Strong Acceptor Polymers
通过弱供体-强受体聚合物的带隙工程优化宽响应和高检测率聚合物光电探测器
DOI:10.1021/acs.macromol.5b00859
发表时间:2015
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Qi Ji;Han Jinfeng;Zhou Xiaokang;Yang Dezhi;Zhang Jidong;Qiao Wenqiang;Ma Dongge;Wang Zhi Yuan
通讯作者:Wang Zhi Yuan
DOI:--
发表时间:2016
期刊:核技术
影响因子:--
作者:杨丹;李海东;张吉东
通讯作者:张吉东
DOI:--
发表时间:2016
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:杨迎国;阴广志;冯尚蕾;李萌;季庚午;宋飞;文闻;高兴宇
通讯作者:高兴宇
聚丁烯-1在溶剂中快速相变过程的超快X射线衍射表征方法及其相变机理的研究
- 批准号:52373027
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张吉东
- 依托单位:
利用掠入射X射线衍射方法研究聚烯烃薄膜的三维结晶结构分布及其对薄膜性能的影响
- 批准号:51073160
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:张吉东
- 依托单位:
利用掠入射X射线衍射技术表征聚芴薄膜形态结构的方法学研究及其应用
- 批准号:50803065
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:张吉东
- 依托单位:
国内基金
海外基金
