解密推拉共轭聚合物在溶液和薄膜中的结构
材料科学
2025-10-17 v1 软凝聚态物质
摘要
共轭聚合物薄膜的形貌高度可调，影响其在有机电子器件中的性能。具体而言，分子堆积或晶体结构强烈影响电子过程，如光吸收和电荷转移。然而，高性能电子供体聚合物的单元胞仍未知晓，限制了加工如何影响结构和器件性能的理解。本研究利用 X 射线散射、低温电子显微镜和分子动力学(MD)模拟对 PM6 类型推拉共轭聚合物的聚集结构进行表征。一种新颖的前向仿真方法将 grazing-incidence wide-angle X-ray scattering(GIWAXS)与 MD 结合，解析了 PM6 类型聚合物在薄膜和浇筑溶液中的准单斜单元胞。来自该单元胞中识别出供体与受体单元之间的亲密 π-π 堆积。利用该单元胞对实验 GIWAXS 进行分析，量化了这些聚集物中滑动无序程度，这可能影响器件性能。溶液聚集物的形状和内部结构也在氯苯酚中被识别。这些发现增进了对 PM6 类型聚合物 Packing 的理解，勾勒了揭示弱有序材料晶体结构的策略，并为通过 PM6 和其他推拉共轭聚合物中聚集物的形成控制光电性能提供了机会。
引用
@article{arxiv.2504.11359,
title = {Deciphering the Structure of Push-Pull Conjugated Polymer Aggregates in Solution and Film},
author = {Thomas P. Chaney and Christine LaPorte Mahajan and Masoud Ghasemi and Andrew J. Levin and Keith P. White and Scott T. Milner and Enrique D. Gomez and Michael F. Toney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11359},
year = {2025}
}
备注
Main text: 29 pages, 6 figures. Supporting Information: 16 pages, 19 figures