无机玻璃Li2O·2SiO2的结构松弛(Ⅰ)——TNM唯象模型描述

简介了结构松弛的主要特点及其唯象Tool-Narayanaswamy-Moynihan(TNM)模型的建立,并用此模型对无机玻璃(Li2O·2SiO2)在不同老化时间及不同老化温度下的结构松弛行为进行了模拟.得到了4个可调参数X、β、△h* 和A,其中β、△h* 和A不随老化温度及老化时间而发生变化,X则随老化时间的增加而增大,随老化温度的降低而降低.     

软刻蚀及其应用

软刻蚀是一类基于自组装和复制模塑等原理的非光刻微米和纳米加工方法。它为形成和制作微米、纳米图案提供了简便、有效、价廉的途径。在软刻蚀中，用一个表面带图案的弹性模板来实现图案的转移，其加工的分辨率可达30nm－100μm。软刻蚀是微接触印刷、复制模塑、转移微模塑、毛细微模塑、溶剂辅助微模塑等的总称。本文将简介软刻蚀的原理、方法以及它们在微米和纳米加工、微电子学、材料科学、光学、微电子机械系统、表面化学等方面的应用。     

聚合物/富勒烯共混体系双分子穿插对有机体相异质结太阳能电池性能的影响

有机体相异质结太阳能电池有源层形貌直接影响器件能量转换效率.在聚合物/小分子共混体系中,当小分子尺寸小于聚合物侧链间距时,且与聚合物相互作用能形成基态-电荷转移态复合物时能够形成双分子穿插结构.双分子穿插结构改变了共混体系的薄膜形貌,不利于器件的光电转换过程.本文从双分子穿插结构形成过程入手,论述了双分子穿插行为对共混体系结晶行为及相分离行为的影响,以及对器件光电转换过程中激子扩散与分离及载流子传输等物理过程的影响;详细阐述了现阶段抑制双分子穿插行为的化学、物理方面的主要方法及相关原理.同时,我们进一步提出了该领域尚待解决的问题并对其发展前景进行了展望.     

小分子优先结晶构筑聚合物/非富勒烯共混体系互穿网络结构

非富勒烯小分子受体(SMAs)有序聚集决定聚合物/非富勒烯共混体系光伏电池的双分子复合几率。 然而,由于非对称相分离聚合物趋于优先形成网络,抑制小分子受体分子结晶。 在聚[(2,6-(4,8-二(5-(2-乙基己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基-5',7'-二(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮))](PBDB-T)/9-二(2-亚甲基(3-(1,1-二氰基亚甲基)-6,7-二氟-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']二噻吩(IT-4F)共混体系,四氢呋喃蒸汽处理可提高IT-4F结晶性,150 ℃热退火可提高PBDB-T的结晶性。 因此,依次利用蒸汽退火和热退火处理薄膜,诱导小分子先结晶、聚合物后结晶,从而降低PBDB-T对小分子扩散的限制,构建高结晶互穿网络结构。 形貌优化后降低了双分子复合,器件光电转换效率从5.95%提高至7.18%。     

基于苝二酰亚胺类非富勒烯受体共混体系凝聚态结构调控

非富勒烯太阳能电池具有给受体能级可调、吸收范围宽及可溶液加工等优势,已经成为太阳能电池领域发展趋势。在高性能材料开发及器件结构优化的推动下,能量转换效率已经突破11%。其中,苝二酰亚胺(PDI)类分子价格低廉且具有良好的稳定性及较高的电子迁移率,已经发展成为重要的非富勒烯受体材料。然而,PDI类材料刚性稠环结构使得分子间具有强烈的π-π相互作用(受体-受体分子间及给体-受体分子间),导致共混体系相分离尺寸可控性差,给受体分子间共混程度难于调控,从而发生严重的成对以及非成对电荷复合。本文从分子间作用力入手(溶剂-溶质、给体-受体分子间作用力)详述了非富勒烯共混体系相分离结构、相区尺寸及共混相含量调节的相关原理及方法。研究表明基于PDI共混体系,固-液相分离及分子扩散能力是决定相分离结构的本质因素,通过调控给受体比例及热退火温度实现了孤岛及互穿网络结构的构筑。同时,通过平衡受体分子间π-π作用及给受体间电荷转移,实现了低相容性及高相容性共混体系相区尺寸的可控调节。在此基础上,利用添加剂手段通过调节溶剂与溶质分子间的溶度参数差值,实现了薄膜内共混相的可控调节,并针对具有不同相容性共混体系给出了添加剂的选择原则。     

聚合物三维微图案加工的转移微模塑新方法

光刻蚀技术是微电子加工技术中最成功的一种,但由于受到光学衍射等的限制,100nm是光刻蚀的极限,为此人们探索了许多先进的刻蚀技术,如超紫外线刻蚀(EUV)、软X射线刻蚀、电子束刻蚀和聚焦离子束刻蚀(FIB)等,可制作尺寸小于100nm的图形,但普遍存在加工速度慢及成本高等缺点.     

酞侧基聚芳醚酮的应力松弛与屈服行为的模型解析

根据不同温度下酞侧基聚芳醚酮（ＰＥＫ—Ｃ）的应力松弛曲线及时－温等效原理，得到了ＰＥＫ—Ｃ在任意参考温度下的总曲线．应用Ｋｏｈｌｒａｕｓｃｈ—Ｗｉｌｌｉａｍｓ－Ｗａｔｔｓ（ＫＷＷ）模型定量解释了应力松弛现象的温度依赖性，并通过ＫＷＷ模型建立了应力松弛现象与屈服行为间的相关性．     

Uniaxial alignment of poly(3-hexylthiophene) nanofibers by zone-casting approach

The preparation of large area coverage of films with uniaxially aligned poly(3-hexylthiophene)(P3HT) nanofibers by using zone-casting approach is reported.The length and the orientation of the nanofibers are defined by the solubility of the solvent,the P3HT molecular weight and the substrate temperature.The length of the oriented nanofibers could be increased from 1 μm to more than 10 μm by adding poor solvent into the P3HT solution.It is found that for P3HT of relatively low molecular weight,a solvent with relatively low solubility has to be chosen to get the oriented film.While for the high molecular weight P3HT,the solvent with a relatively high solubility has to be used.The well-aligned film could be obtained because of the solute concentration gradient in the region where the critical concentration is reached during the zone-casting process.Particularly,the solvent evaporation rate and crystallization rate must be chosen properly to satisfy the stationary conditions above,which were controlled by an appropriate choice of solvent and substrate temperature.The film prepared by zone-casting approach had microcrystalline P3HT domains with more inter-chain order than spin-coating film.Meanwhile,the P3HT π-π stacking direction was parallel to the alignment direction of the nanofibers.     

酞侧基聚芳醚酮的撕裂不稳定性

酞侧基聚芳醚酮的撕裂不稳定性韩艳春，杨宇明，李滨耀，冯之榴（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词酞侧基聚芳醚酮，撕裂不稳定性，延性撕裂由Ｐａｒｉｓ等［１］根据弹塑性断裂理论发展的撕裂模量理论是表征延性材料失稳的重要理论之一。当裂纹扩展...     

全高分子太阳能电池活性层相分离结构调控

全共轭聚合物太阳能电池具有给受体能级可调、吸收范围宽及可溶液加工等优势,已经成为太阳能电池领域发展趋势.在开发高性能材料及器件结构优化的推动下,能量转换效率已经突破9%.然而,共轭聚合物分子刚性及分子结构各向异性等特点,导致全共轭聚合物共混体系相分离及结晶行为复杂,相区尺寸及界面处分子取向可控性差,难于深入理解并认识活性层结构对器件光物理过程的影响.本文从热力学及动力学角度入手,详述了全共轭聚合物共混体系相分离结构、相区尺寸及界面分子取向的可控调节.共混体系中分子迁移能力及溶液相分离类型是影响相分离结构的本质因素,并通过改变给受体比例及分子规整度等实现了孤岛、双连续及互穿网络结构的构筑.同时,通过添加第3组分调节溶剂-溶质分子间相互作用或聚合物分子间相互作用,在不降低活性层结晶性的基础上实现了相区尺寸的调控.最后,利用附生受限结晶原理及溶液状态,通过改变分子运动能力及在溶液中聚集程度,实现了由edge-on到face-on取向的转变.