任意の基板上への共役ポリマー薄膜の反応性蒸着
Summary
本稿での反応性蒸着ポリ、poly(3,4-propylenedioxythiophene)、poly(3,4-ethylenedioxythiophene) プロトコル (thieno [3, 2 –b] チオフェン) スライド ガラス、繊維、紙等の大まかな基板上の薄膜。
Abstract
我々 は、カスタム設計の低圧チャンバーを使用して任意の基板上への導電性高分子をコーティング共のメソッドを示します。導電性ポリマー、poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) と poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT)、半導体ポリマー、ポリ (thieno [3, 2 –b] チオフェン) (PTT)、非常に乱れ型破りな上に堆積したと紙やタオル生地などの高表面積とテクスチャの基板。これは体制は、3, 4-propylenedioxythiophene、thieno など、揮発性および非揮発性モノマーを収容できるため、成膜室は以前の気相反応炉の改善報告 [3, 2 –b] チオフェン。固体と液体の両方の酸化剤の利用方法も示します。このメソッドの 1 つの制限は、洗練されたその場で膜厚モニターが欠けていることです。スピン コーティングと表面移植などの一般的に使用されるソリューション ベースのコーティング方法によって作られたポリマー コーティング、しばしば制服または機械的劣化を受けやすいです。これは、気相堆積法はそれらの欠点を克服して、共通ソリューション ベースのコーティング方法の強力な代替手段を報告しました。特に、報告方法により高分子膜が制服とマイクロ メートルのスケールでも、粗面の共形です。この機能は蒸着ポリマー柔軟かつ高い質感の基板上の電子デバイスの将来のアプリケーションのことができます。
Introduction
高分子を実施し、半導体材料の柔軟性1, 張出し2, 透明性低密度と34を作成するための特別な機会を提供するなどのユニークなプロパティがあります。次世代非伝統的な基板上の電子デバイス。現在、多くの研究者は柔軟性を作成する高分子材料やウェアラブルな電子機器5,6とスマートテキ7のユニークな特性の活用に努めています。ただし、共非常に織り目加工の表面および非堅牢な基板、紙や布のスレッド/糸などを塗るに能力の修得されていないままです。最も一般的に、ポリマーを合成して、解法を用いた表面のコーティングします。8,9,10,11,12解法ポリマー繊維・ テキスタイルを提供しますが、こうして得られたコーティングが多い非均一な小さな物理的な応力13,14によって簡単に破損しています。また、解決方法は問題を濡れのためコーティング紙に適用されません。
反応性蒸着法は、表面の化学組成、表面エネルギー、表面粗さ・形状15に関係なく、基板の多様な範囲の等角共役ポリマー薄膜を作成できます。このアプローチで共役ポリマーは表面にモノマーと酸化剤の蒸気を同時に提供することにより気相で合成されます。単一溶剤フリーのステップで表面で重合とフィルムの形成が発生します。このメソッドは、理論的に解決方法を使用して酸化重合により合成することができます任意の共役ポリマーに適用されます。しかし、これまでは、共役高分子の構造だけの狭いセットを堆積させるためのプロトコルが知られています。15
ここでは、導電性 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) と poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT)、および半導体のポリの堆積を示す (thieno [3, 2 –b] チオフェン) 反応性蒸着膜 (PTT)。プロセスで使用される酸化剤、固体した FeCl3と液体 Br2の 2 種類。対応するポリマーは Cl PProDOT、Cl-PTT および Br PEDOT といいます。従来の基板、スライド ガラスと紙やタオル生地など、型破りな織り目加工基板の両方は、高分子膜でコーティングしました。
このプロトコルでは、特注の気相成膜室のセットアップおよび成膜プロセスの詳細について説明します。その成膜システムを構築し、気相合成に関連付けられている一般的な落とし穴を避けるための新しい実務を支援するものです。
Protocol
Representative Results
Discussion
反応の機構は、酸化重合です。同じメカニズムを使用してポリマー コーティング方法は電解重合17を気相重合18あります。電解重合の導電性基板が必要です、制服と等角のコーティングの利点に欠けている、環境に優しくないソリューション手法19。既存蒸気相重合法はここで報告されるメソッドに似ていますが20高い揮?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者は感謝して、米国空軍科学研究局、契約番号 FA9550-14-1-0128 下からの財政支援を認めます。T. l. a.、デビッド ・ ルシル Packard 財団によって部分的にサポート感謝も認めています。
Materials
| 3,4-Ethylenedioxythiophene, 97% | Sigma Aldrich | 483028 | |
| 3,4-Propylenedioxythiophene, 97% | Sigma Aldrich | 660485 | |
| Thieno[3,2-b]thiophene, 95% | Sigma Aldrich | 702668 | |
| FeCl3, 97% | Sigma Aldrich | 157740 | |
| Br2 | Sigma Aldrich | 207888 |
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