聚3己基噻吩取向薄膜的制备及其结构研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：趁渔丝日期：坐!!!!关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布

2、学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：通渔鱼导师签名：卓辑导师签名：-J』乙碍孚尊盟日期：丝nI了!日期：邳!塞!学位论文数据集中图分类号TQ050．4+3学科分类号430论文编号1001020130048密级无学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名周海鑫学号2010080048获学位专业名称化学获学位专业代码070300课题来源国家自然基金研究方向P3HT取向薄膜论文题目聚3一

3、已基噻吩取向薄膜的制备及其结构研究关键词聚3一己基噻吩，取向薄膜，薄膜形貌，结构，晶体缺陷论文答辩日期2013．05．30·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师闫寿科教授北京化工大学高分子物理中国科学院化学研评阅人1王朝晖研究员高分子物理究所评阅人2薄志山教授北京师范大学高分子物理评阅人3盲审评阅人4盲审评阅人5盲审答辩委员会主席李子臣教授北京大学功能高分子中国科学院化学研答辩委员1王朝晖研究员高分子物理究所答辩委员2严大东教授北京师范大学高分子物理答辩委员3吴一弦教授北京化工大学高分子化学答辩委员4甘志华教授北京化工大学高分子物理答

4、辩委员5邱兆斌教授北京化工大学高分子物理注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)((学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要聚一3己基噻吩取向薄膜的制备及其结构研究随着信息时代的到来，人们对于半导体材料的需求也越来越大。传统的无机半导体材料虽然具有较好的性能，但是它的生产成本很高，对环境的污染也很严重，因此人们迫切的需要一种新的半导体材料来代替它。有机半导体材料作为一类新型的半导体材料，不仅具有有机物自身质轻、

5、柔软、易获得、易改性等优点，同时也具有半导体材料的导电特性，因此受到了越来越多的关注。聚3一己基噻吩(P3HT)是因其自身优异的光电特性而成为目前最受关注的有机半导体材料之一。本论文的工作主要围绕P3HT取向薄膜的制备及其结构的研究展开。主要内容如下：1．P3HT薄膜晶体的形貌和结构P3HT薄膜的电性能与其薄膜的形貌和结构密切相关。为了获得具有更好的形貌和结构的薄膜，我们对P3HT薄膜的成膜条件及后处理过程进行了研究。通过在乙腈气氛下溶液浇铸成膜的方法，我们得到了厚度均匀的P3HT薄膜。将薄膜在不同温度的四氢呋喃气氛下退火后，我们在P3HT薄膜表面获得了大量的树叶状晶体和纳

6、米线状晶体。通过对晶体的形貌和结构研究发现，两种晶体都存在晶体a轴的面外取向，并且树叶状晶体具有更大更北京化工大学博士学位论文平整的晶体表面。通过控制薄膜晶体的生长条件，我们得到了不同数目和大小的树叶状晶体。2．P3HT摩擦取向薄膜的形貌和结构P3HT分子链在取向薄膜中有序排列可以提高分子问7【电子的重叠程度，从而大大提高载流子在分子间的传递能力。我们通过摩擦取向的方法成功地制备了高分子量的P3HT取向薄膜。通过对薄膜的结构研究发现其分子链沿着摩擦方向取向，晶体的a轴在薄膜面内垂直与摩擦方向取向，而b轴则垂直于薄膜表面取向。通过对薄膜的形貌研究发现，摩擦得到的薄膜上下表面的

7、取向效果不同。为了提高薄膜的整体取向效果，我们尝试了自成核结晶、直接退火、溶剂气氛退火等方法对薄膜进行后处理，发现利用四氢呋喃气氛处理薄膜可以在不破坏薄膜内部取向结构的前提下提高薄膜表面的取向效果。3．P3HT／PE的附生结晶行为摩擦得到的P3HT薄膜虽然具有取向结构，但其晶体的b轴是面外取向，而b轴的方向是载流子迁移的主要方向，因此我们希望让b轴而内取向。通过在熔体拉伸取向的PE薄膜上附生结晶的方法，我们得到了高度取向的P3HT薄膜。通过对两种薄膜的形貌研究发现，两种片晶在薄膜内都垂直于PE薄膜的拉伸方向取向排列