共振软 X 射线散射揭示多组分气相沉积玻璃中的层级结构
材料科学
2024-02-13 v1 软凝聚态物质
摘要
多相气相沉积玻璃是有机电子学，特别是有机光伏和热电学中的一类重要材料。这些共混物常被视为分子合金，对其纳米尺度结构的研究很少。在此，我们展示了 TPD 和分散橙 37 这两种小分子玻璃形成体的共沉积体系，会分离成成分不同的相，其畴尺寸和间距取决于沉积过程中的衬底温度。在较高的沉积温度下，富含其中一种组分的畴变得更大、更纯。我们使用共振软 X 射线散射（RSoXS），辅以原子力显微镜（AFM）和光诱导力显微镜（PiFM），来测量沉积薄膜的相分离、形貌和纯度。我们采用一种正向模拟方法进行 RSoXS 分析，即美国国家标准与技术研究院（NIST）的 RSoXS 模拟套件（NRSS），结合从 AFM 图像开发的模型，评估跨多个长度尺度的散射能量依赖性，并根据薄膜内的结构解释 RSoXS 结果。我们发现，RSoXS 对一个隐藏的相分离长度尺度敏感，而仅凭 AFM 表征无法显现该尺度。我们证明，在 RSoXS 分析中常被忽略的真空散射，对 RSoXS 图案的特征和能量依赖性有显著贡献，然后说明了如何正确考虑真空散射以分析具有显著粗糙度的薄膜。随后，我们利用这一分析框架来理解 TPD-DO37 共沉积玻璃气相沉积过程中发生的结构发展机制，其结果勾勒出调控多组分材料形貌的路径。
引用
@article{arxiv.2402.07280,
title = {Resonant soft X-ray scattering reveals hierarchical structure in a multi-component vapor-deposited glass},
author = {Camille Bishop and Thomas J. Ferron and Marie E. Fiori and Connor G. Bischak and Eliot Gann and Cherno Jaye and Mark D. Ediger and Dean M. DeLongchamp},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.07280},
year = {2024}
}