Name: reactive vapor deposition of conjugated polymer films on arbitrary substrates
Uploaded: 2018-01-17T10:55:00
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저자는 기꺼이 미국 공군 사무실의 과학적 연구, 계약 번호 FA9550-14-1-0128 아래 로부터 재정 지원을 인정 한다. T. L. A. 또한 기꺼이 데이빗과 루 실 패 커드 재단 지원 부분을 인정합니다.

시 약에 대 한 MSDS를 읽었고 당신의 기관에서 필요에 따라 모든 화학 안전 조치를 따르십시오.
1. Cl PProDOT 및 Cl-PTT의 증 착
<ol><li>그림 1에서 보듯이 사용자 관 증기 증 착 챔버의 구조 구축.<ol>
<li>2 인치 (마약) 융합 석 영 튜브를 만들어 1/4-인치 (외경, 마약) 융합 석 영 쪽 입구. 맞춤식 U 자형 1 인치 스테인레스 스틸 튜브와 Dewar 플라스 크 콜드 트랩을 확?...

<ol>
	<li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrathin+and+lightweight+organic+solar+cells+with+high+flexibility.">Ultrathin and lightweight organic solar cells with high flexibility.</a> Nat. Commun. 3, 770 (2012).</li><li>Savagatrup, S., Printz, A. D., O'Connor, T. F., Zaretski, A. V., Lipomi, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecularly+Stretchable+Electronics.">Molecularly Stretchable Electronics.</a> Chem. Mater. 26, 3028-3041 (2014).</li><li>Lee, J. -. Y., Connor, S. T., Cui, Y., Peumans, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semitransparent+Organic+Photovoltaic+Cells+with+Laminated+Top+Electrode.">Semitransparent Organic Photovoltaic Cells with Laminated Top Electrode.</a> Nano Lett. 10, 1276-1279 (2010).</li><li>Kaltenbrunner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultra-lightweight+design+for+imperceptible+plastic+electronics.">An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics.</a> Nature. 499, 458-463 (2013).</li><li>Jost, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+coated+textiles+for+flexible+energy+storage.">Carbon coated textiles for flexible energy storage.</a> Energy Environ. Sci. 4, 5060-5067 (2011).</li><li>Hu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretchable,+Porous,+and+Conductive+Energy+Textiles.">Stretchable, Porous, and Conductive Energy Textiles.</a> Nano Lett. 10, 708-714 (2010).</li><li>Jost, K., Dion, G., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Textile+energy+storage+in+perspective.">Textile energy storage in perspective.</a> J. Mater. Chem. A. 2, 10776-10787 (2014).</li><li>Ding, Y., Invernale, M. A., Sotzing, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductivity+Trends+of+PEDOT-PSS+Impregnated+Fabric+and+the+Effect+of+Conductivity+on+Electrochromic+Textile.">Conductivity Trends of PEDOT-PSS Impregnated Fabric and the Effect of Conductivity on Electrochromic Textile.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 2, 1588-1593 (2010).</li><li>Hong, K. H., Oh, K. W., Kang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+properties+of+electrically+conducting+textiles+by+in+situ+polymerization+of+poly(3,4-ethylenedioxythiophene).">Preparation and properties of electrically conducting textiles by in situ polymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene).</a> J. Appl. Polym. Sci. 97, 1326-1332 (2005).</li><li>Xu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabric+electrodes+coated+with+polypyrrole+nanorods+for+flexible+supercapacitor+application+prepared+via+a+reactive+self-degraded+template.">Fabric electrodes coated with polypyrrole nanorods for flexible supercapacitor application prepared via a reactive self-degraded template.</a> Org. Electron. 26, 292-299 (2015).</li><li>Du, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoelectric+Fabrics:+Toward+Power+Generating+Clothing.">Thermoelectric Fabrics: Toward Power Generating Clothing.</a> Sci. Rep. 5, 6411 (2015).</li><li>Yatvin, J., Sherman, S. A., Filocamo, S. F., Locklin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+functionalization+of+Kevlar[registered+sign]+with+copolymers+containing+sulfonyl+nitrenes.">Direct functionalization of Kevlar[registered sign] with copolymers containing sulfonyl nitrenes.</a> Polym. Chem. 6, 3090-3097 (2015).</li><li>Musumeci, C., Hutchison, J. A., Samori, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+morphology+of+conductive+PEDOT+by+in+situ+electropolymerization:+from+thin+films+to+nanowires+with+variable+electrical+properties.">Controlling the morphology of conductive PEDOT by in situ electropolymerization: from thin films to nanowires with variable electrical properties.</a> Nanoscale. 5, 7756-7761 (2013).</li><li>Allison, L., Hoxie, S., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+seamlessly-integrated+textile+electronics:+methods+to+coat+fabrics+and+fibers+with+conducting+polymers+for+electronic+applications.">Towards seamlessly-integrated textile electronics: methods to coat fabrics and fibers with conducting polymers for electronic applications.</a> Chem. Commun. 53, 7182-7193 (2017).</li><li>Alf, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Vapor+Deposition+of+Conformal,+Functional,+and+Responsive+Polymer+Films.">Chemical Vapor Deposition of Conformal, Functional, and Responsive Polymer Films.</a> Adv. Mater. 22, 1993-2027 (2010).</li><li>Goktas, H., Wang, X., Boscher, N. D., Torosian, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalizable+and+electrically+conductive+thin+films+formed+by+oxidative+chemical+vapor+deposition+(oCVD)+from+mixtures+of+3-thiopheneethanol+(3TE)+and+ethylene+dioxythiophene+(EDOT).">Functionalizable and electrically conductive thin films formed by oxidative chemical vapor deposition (oCVD) from mixtures of 3-thiopheneethanol (3TE) and ethylene dioxythiophene (EDOT).</a> J. Mater. Chem. C. 4, 3403-3414 (2016).</li><li>Sadki, S., Schottland, P., Brodie, N., Sabouraud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanisms+of+pyrrole+electropolymerization.">The mechanisms of pyrrole electropolymerization.</a> Chem. Soc. Rev. 29, 283-293 (2000).</li><li>Bhattacharyya, D., Howden, R. M., Borrelli, D. C., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vapor+phase+oxidative+synthesis+of+conjugated+polymers+and+applications.">Vapor phase oxidative synthesis of conjugated polymers and applications.</a> J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 50, 1329-1351 (2012).</li><li>Yamato, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+free-standing+poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+conducting+polymer+films+on+a+pilot+scale.">Synthesis of free-standing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) conducting polymer films on a pilot scale.</a> Synth. Met. 83, 125-130 (1996).</li><li>Cheng, N., Zhang, L., Joon Kim, J., Andrew, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vapor+phase+organic+chemistry+to+deposit+conjugated+polymer+films+on+arbitrary+substrates.">Vapor phase organic chemistry to deposit conjugated polymer films on arbitrary substrates.</a> J. Mater. Chem. C. 5, 5787-5796 (2017).</li><li>Borrelli, D. C., Lee, S., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optoelectronic+properties+of+polythiophene+thin+films+and+organic+TFTs+fabricated+by+oxidative+chemical+vapor+deposition.">Optoelectronic properties of polythiophene thin films and organic TFTs fabricated by oxidative chemical vapor deposition.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 7223-7231 (2014).</li><li>Jo, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+Chemical+Vapor+Deposition+of+Neutral+Hole+Transporting+Polymer+for+Enhanced+Solar+Cell+Efficiency+and+Lifetime.">Oxidative Chemical Vapor Deposition of Neutral Hole Transporting Polymer for Enhanced Solar Cell Efficiency and Lifetime.</a> Adv. Mater. 28, 6399-6404 (2016).</li><li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CVD+Polymers+for+Devices+and+Device+Fabrication.">CVD Polymers for Devices and Device Fabrication.</a> Adv. Mater. 29, 1604606 (2017).</li><li>Kovacik, P., Hierro, G. d., Livernois, W., Gleason, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale-up+of+oCVD:+large-area+conductive+polymer+thin+films+for+next-generation+electronics.">Scale-up of oCVD: large-area conductive polymer thin films for next-generation electronics.</a> Mater. Horiz. 2, 221-227 (2015).</li><li>Barr, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Monolithic+Integration+of+Organic+Photovoltaic+Circuits+on+Unmodified+Paper.">Direct Monolithic Integration of Organic Photovoltaic Circuits on Unmodified Paper.</a> Adv. Mater. 23, 3500-3505 (2011).</li></ol>

반응의 메커니즘은 산화 중 합. 동일한 메커니즘을 사용 하 여 폴리머 코팅 방법 electropolymerization17 를 포함 하 고 단계 중 합18증기. Electropolymerization과 필요 합니다 전도성 기판, 균일 하 고 컨 포 멀 코팅의 장점은 부족 한 환경 비 우 솔루션 기반 방법19. 기존 수증기 단계 중 합 방법 여기 보고 메서드와 유사 하지만 높은 휘발성 단위체<sup class=...

실시 하는 폴리머와 반도체 재료 유연성1, stretchability2, 투명도 낮은 밀도,3,4 를 만들기 위한 특별 한 기회를 제공 하는 독특한 특성을가지고 다음-세대 전례 없던 기판에 전자 장치입니다. 현재, 많은 연구자는 유연한 만들려고 고분자 재료 및 착용 형 전자5,6 , 스마트 섬유7의 독특한 속성의 활용 노력. 그러나, 높은 질감된 표면 및 종이, 직물 및 스레드/원사, 같은 비-강력한 기판 conformally 코트 수 unmastered 남아 있습니다. 가장 일반적으로, 고분자 합성 되며 솔루션 메서드를 사용 하 여 표면에 코팅. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 솔루션 방법 제공 폴리머 코팅 섬유/직물, 이렇게 얻어진 코팅은 종종 비 제복 및 작은 물리적 스트레스13,14 에 의해 쉽게 손상. 솔루션 방법 또한 하지에 적용 됩니다 코팅 종이 일로 문제 때문에.
사후 증 착 기판, 표면 화학/구성, 표면 에너지, 표면 거칠기/지형15불문의 다양 한 범위에 등각 활용된 폴리머 필름을 만들 수 있습니다. 이 방법에서는, 활용 된 고분자 표면에 단량체와 산화 제 증기를 동시에 제공 하 여 수증기 단계에서 합성 됩니다. 중 합 및 필름 형성, 용 매-무료 단일 단계에서 표면에 발생합니다. 이 방법은 이론적으로 솔루션 메서드를 사용 하 여 산화 중 합에 의해 종합 될 수 있는 어떤 활용 된 중합체에 적용 됩니다. 그러나, 날짜, 프로토콜 활용 된 고분자 구조의 좁은 집합만 입금에 대 한 알려져 있다. 15
여기, 우리가 설명 전도성 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) 및 poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), 그리고 반도체 폴 리의 증 착 (thieno [3.2-b] thiophene) 통해 반응성 증 착 (PTT) 영화. 두 종류의 oxidants, 고체 FeCl3 및 액체 브롬2, 과정에 사용 됩니다. 해당 고분자에는 Cl-PProDOT, Cl-PTT 및 Br PEDOT 이름이 지정 됩니다. 모두 기존의 기판, 유리 슬라이드, 및 종이 수건, 직물, 등 개성 있는 텍스처 기판, 폴리머 필름 코팅 했다.
이 프로토콜은 사용자 증기 증 착 챔버의 설치 및 증 착 프로세스의 세부 사항을 설명합니다. 그것은 그들의 증 착 시스템을 구축 하 고 관련-기상 합성 된 일반적인 함정을 피하기 위해 새로운 실무자 수 있도록 위한 것입니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3,4-Ethylenedioxythiophene, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>483028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3,4-Propylenedioxythiophene, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>660485</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thieno[3,2-b]thiophene, 95%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>702668</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FeCl3, 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>157740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Br2</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>207888</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reactive vapor deposition of conjugated polymer films on arbitrary substrates

Conformally 사용자 정의-설계, 저압 반응 챔버를 사용 하 여 임의의 기판에 활용 된 고분자를 코팅 하는 방법을 설명 합니다. 전도성 고분자, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) 및 poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), 및 반도체 고분자, 폴 리 (thieno [3.2-b] thiophene) (PTT), 높은 무질서 개성에 예금 되었다 고 종이 수건, 직물 등 높은 표면 영역, 질감된 기판. 이 증 착 챔버 버전은 이전 증기 원자로 시스템 3, 4-propylenedioxythiophene 및 thieno와 같은 휘발성과 비휘발성 단위체를 수용할 수 있기 때문에 보고 [3.2-b] thiophene. 고체와 액체 oxidants의 활용도 시연 했다. 이 방법의 한 가지 한계는 두께 모니터에 정교한 제자리에 없다. 폴리머 코팅 스핀-코팅 및 표면 접목, 같은 일반적으로 사용 되는 솔루션 기반 코팅 방법에 의해 만들어진 없습니다 종종 유니폼 또는 기계적 저하에 취약. 이것 보고 증기 위상 증 착 방법 그 단점을 극복 하 고 일반적인 솔루션 기반 코팅 방법에 대 한 강력한 대안입니다. 특히, 폴리머 필름 보고 방법으로 코팅 균일 하 고 멀 마이크로미터 스케일 에서도 거친 표면에 있습니다. 이 기능은 유연 하 고 높은 질감 기판에 전자 장치에서 증기 입금 폴리머의 미래 응용 프로그램 수 있습니다.

Cl PProDOT 영화 중앙 관에 따라 개별 측면 위치에 배치 하는 1.3 c m x 2.5 c m 유리 슬라이드에 형성의 두께 profilometer (그림 3)에 의해 측정 되었다. Conductivities는 집에서 만든 4 포인트 프로브 시험 역을 사용 하 여 저항 측정에서 계산 했다. 100 nm 두꺼운 Cl PProDOT 영화 유리 슬라이드에 측정된 전도도 잠재적인 전극 소재로이 영화 자격 충분 한 106 S/cm입니다. ...

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Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

임의 기판에 활용 된 고분자 필름의 반응성 증 착

이 문서에서는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), 및 폴 리의 반응 기상 증 착에 대 한 프로토콜 설명 (thieno [3.2-b] thiophene) 유리 슬라이드와 거친 기판, 섬유, 종이 등에 대 한 영화.

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

플라즈마 통해 소수성 유기 금속 프레임 워크의 제조 암모니아의 제거에 대한 퍼플 루오로 알칸의 화학 증착을 강화

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

연구

화학

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

템플릿이없는 기판에 육안 나노 입자 - 리간드 단층 필름을 기능화 및 자기 조립 기술

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

대 면적의 제작은 초박막 고분자 필름을 무료 서

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

자석의 유기 화학 기상 증착, 바나듐 테트라시

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in ...

Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

레이어로 레이어 합성 및 독립 구조로 서있는 공역 미세 다공성 고분자 Nanomembranes의 전송

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

화학 용액 증착에 의해 실리콘에 거대 다공성 에피 택셜 석영 필름의 제조

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

모세관 전기 영동은 실시간으로 키토산 필름에 펩타이드 접목을 모니터링하는

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

가변 밴드 갭 Pinhole 무료 Methylammonium 리드 할로겐 페로 영화에 대 한 낮은 압력 증기를 이용한 솔루션 과정

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

에 어로 졸 기반 구조 금속 산화물의 화학 증기 증 착: 산화 아연 막대

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

중성자 산란을 사용 하 여 활용 된 중합체 젤의 구조에 조명 효과 모니터링

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...