PMMA 薄膜中的老化现象——记忆与回春效应

通过介电测量，研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜在不同类型老化过程中的老化动力学。在许多情况下，发现介电常数在老化温度下随老化时间增加而减小。对于厚度小于 26nm 的薄膜，在接近玻璃化转变温度的长时间区域（$\ge$11h）也观察到了介电常数的增加。在包含在温度 $T_a$ 处临时停驻的恒定速率模式中，发现对 $T_a$ 处老化的记忆得以保持，并在随后的加热过程中被唤起。在负温度循环过程中，当温度从初始温度 $T_1$ 变化到第二温度 $T_2$（$=T_1+\Delta T$）且 $\Delta T\approx -20$K 时，观察到了强烈的回春效应。此外，对于从 $T_2$ 到 $T_1$ 的温度变化，也观察到了完全记忆效应。这表明，当 $\Delta T\approx -20$K 时，在 $T_1$ 处的老化完全独立于在 $T_2$ 处的老化。随着 $|\Delta T|$ 减小，发现两个温度下老化的独立性减弱，即，有效时间（衡量 $T_1$ 处老化对 $T_2$ 处老化贡献的量度）在 $\Delta T$ 的负值区域是 $|\Delta T|$ 的递减函数。随着薄膜厚度从 514nm 减小到 26nm，发现有效时间对 $|\Delta T|$ 的依赖性变得更强。在薄膜几何构型中，随着 $|\Delta T|$ 增加，$T_2$ 处老化对 $T_1$ 处老化的贡献消失得比在体态中更快。