一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法技术

本申请涉及一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，包括以下步骤：在石英玻璃基底上制备有机变色复合薄膜；利用紫外分光光度计测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；利用等离子体逐层刻蚀有机变色复合薄膜，刻蚀至有机变色复合薄膜使变色薄膜的厚度变薄，每次刻蚀均测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；利用不同刻蚀时间的有机变色复合薄膜紫外可见吸收光谱，使用朗伯比尔定律和最小二乘法，依次计算得到各个深度处相分离尺寸的大小。从而为其有机变色复合薄膜的相关性能优化和相变基础研究等提供支持。而深度紫外的吸收光谱的开发将会大大的方便研究其性能和性质之间的关系。之间的关系。之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法


[0001]本申请涉及材料分析
，尤其涉及一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法。

技术介绍

[0002]近年来，功能有机物材料的研究极为活跃，充满了新的机遇和挑战。新型的功能有机物材料层见叠出，应用前景十分广阔。功能有机物薄膜及超薄膜具有柔性、廉价、易加工等特点，在各个领域都获得了应用。在许多电子器件中也都会涉及到有机物薄膜或者超薄膜。比如：有机场效应晶体管、有机太阳能电池、电致发光、存储、传感和激光器等，有机场效应晶体管薄膜就是其中一个比较典型的代表。伴随着大量的新型有机材料迅速的发展和合成，高性能的材料器件鱼贯而出，这一类的有机物薄膜或超薄膜的厚度基本都是在100纳米左右。虽然这类有机物薄膜的厚度很薄，但是其内部的结构和相分离尺寸有很大的差异，这主要是由于聚合物分子量的多分散性和半结晶性导致了有机物薄膜深度方向上的一些性质都随着深度的变化表现出不一样的特性。比如：结晶取向、结晶度、光电性质以及组分变化。这类薄膜深度方向上的性质会极大的影响有机薄膜器件的性能，因此科研人员一直在努力得到聚合物薄膜不同深度处的结构和性质，试图通过精准分析薄膜内部的性质来得到与其性能相匹配的性能，建立薄膜性质与性能的关系。反之，将分析依据用于指导有机物薄膜材料的合成，得到更高性能的有机薄膜器件。
[0003]通常，有机聚合物材料在电场的作用下往往会发生电致变色现象，当聚合物材料在电化学作用下发生电子与离子的注入与抽出，使其价态和化学组分发生变化，在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化，而分析有机变色薄膜深度方向上的性质(相分离尺寸)对于其性能的调节至关重要。另外，单一组分的功能变色材料已经无法满足人们的日益增长的需求，为了提高功能材料的性能，需要研究出新型的功能变色材料或者利用其他方法对功能有机物变色材料进行改性，其中一种较为普遍的方法就是将功能有机物变色材料与绝缘聚合物材料共混得到复合有机变色材料的薄膜。复合有机变色材料具有一个很明显的优势，便是集两种或多种材料的优良性能于一身，并且可能会创造出不同于其中任何一种材料的新奇功能。复合有机物变色薄膜的品质大大的影响着其性能，要获得优良性能的复合有机物变色薄膜体系，必须有合适和稳定的微观相结构。
[0004]在这种背景下，分析复合有机物变色薄膜在深度方向上的相分离尺寸才显得尤为的重要，因此，分析复合有机物变色薄膜在深度方向上的相分离尺寸是本专利技术需要解决的主要问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，以解决如何分析计算复合有机物变色薄膜在深度方向上的相分离尺寸的问题。
[0006]本申请采用的技术方案如下：
[0007]本申请提供了一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，包括以下步骤：
[0008]在石英玻璃基底上制备有机变色复合薄膜；
[0009]利用紫外分光光度计测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；
[0010]利用等离子体逐层刻蚀有机变色复合薄膜，刻蚀至有机变色复合薄膜的厚度变薄，每刻蚀n秒测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；
[0011]利用不同刻蚀时间的有机变色复合薄膜紫外可见吸收光谱，使用朗伯比尔定律和最小二乘法，依次计算得到各个深度处相分离尺寸的大小。
[0012]进一步地，所述有机变色复合薄膜材料为能够电致变色的有机光电材料和绝缘性能良好的有机绝缘材料的复合变色薄膜。
[0013]进一步地，所述有机变色复合薄膜材料为可溶性变色有机物。
[0014]进一步地，所述能够电致变色的有机光电材料为等规导电聚合物P3BT；
[0015]所述绝缘性能良好的有机绝缘材料为无规绝缘聚合物PS的混合物。
[0016]进一步地，所述等离子体为低压氩气等离子体。
[0017]进一步地，所述等离子体的功率为20～40w，等离子体的气压为10～30Pa。
[0018]进一步地，所述石英玻璃基底为光滑的石英玻璃基底。
[0019]采用本申请的技术方案的有益效果如下：
[0020]本专利技术的一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，在石英玻璃基底上制备有机变色复合薄膜，利用等离子体刻蚀有机变色复合薄膜样品，并原位测试有机变色复合薄膜刻蚀前以及刻蚀中的紫外吸收光谱，并利用朗伯比尔定律和最小二乘法拟合，依次计算得到各个深度处相分离尺寸的大小，实现有机变色复合薄膜在深度方向上相分离尺度的特征；从而为其有机变色复合薄膜的相关性能优化和相变基础研究等提供支持。而深度紫外的吸收光谱的开发将会大大的方便研究其性能和性质之间的关系。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为PS:P3BT(质量分数比为99:1)复合变色薄膜(膜厚100nm)的紫外可见吸收光谱，光谱从上到下依次对应随着刻蚀时间增加得到不同减薄时间的有机变色复合薄膜紫外可见吸收光谱图；
[0023]图2为利用图1中的紫外可见吸收光谱图计算得到的PS和P3BT深度方向上相分离尺度大小；
[0024]图3为PS:P3BT(质量分数比为9:1)复合变色薄膜(膜厚100nm)的紫外可见吸收光谱，光谱从上到下依次对应随着刻蚀时间增加得到不同减薄时间的有机变色复合薄膜紫外可见吸收光谱图；
[0025]图4为利用图3中的紫外可见吸收光谱图计算得到的PS和P3BT深度方向上相分离尺度大小；
[0026]图5为PS:P3BT(质量分数比为1:1)复合变色薄膜(膜厚100nm)的紫外可见吸收光谱，光谱从上到下依次对应随着刻蚀时间增加得到不同减薄时间的有机变色复合薄膜紫外
可见吸收光谱图；
[0027]图6为利用图5中的紫外可见吸收光谱图计算得到的PS和P3BT深度方向上相分离尺度大小；
[0028]图7为上述实例中所用到的有机分子的化学结构。
具体实施方式
[0029]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0030]参见图1至图7。
[0031]本专利技术提供的一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，包括以下步骤：
[0032]S01：在光滑的石英玻璃基底上制备有机变色复合薄膜，且有机变色复合薄膜的厚度至少50nm；
[0033]S02：利用紫外分光光度计测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；
[0034]S03：利用等离子体逐层刻蚀有机变色复合薄膜，刻蚀至有机变色复合薄膜的厚度变薄，每刻蚀n秒测试有机变色复合薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：在石英玻璃基底上制备有机变色复合薄膜；利用紫外分光光度计测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；利用等离子体逐层刻蚀有机变色复合薄膜，刻蚀至有机变色复合薄膜的厚度变薄，每刻蚀n秒测试有机变色复合薄膜的紫外可见吸收光谱；利用不同刻蚀时间的有机变色复合薄膜紫外可见吸收光谱，使用朗伯比尔定律和最小二乘法，依次计算得到各个深度处相分离尺寸的大小。2.根据权利要求1所述的变色薄膜复合材料相分离尺度的分析方法，其特征在于，所述有机变色复合薄膜材料为能够电致变色的有机光电材料和绝缘性能良好的有机绝缘材料的复合变色薄膜。3.根据权利要求2所述的变色薄膜复合材料相分离尺度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂永杰，赵现平，刘荣海，朱远维，赵腾飞，李寒煜，邱方程，肖华根，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：