Создание ячейки для изучения процессов доменообразования в сопряженных донорно-акцепторных системах при заданном температурном градиенте

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Активно развивающаяся область органической полупроводниковой электроники во многом требует не только синтеза новых сопряженных донорно-акцепторных соединений, но и разработки новых методов пробоподготовки на этапе создания устройств на их основе. Известно, что улучшение упаковки молекул может значительно повышать эффективность устройств. В данной работе была предложена экспериментальная ячейка, позволяющая создавать термический градиент в процессе структурообразования, что дает возможность изучать в рамках одного эксперимента получаемые при различных температурах отжига структуры. На примере органического соединения с необратимым фазовым переходом изучены процессы, протекающие при таком отжиге методами атомно-силовой микроскопии, рентгеноструктурного анализа в геометрии скользящего пучка и поляризационной оптической микроскопии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Пирязев

МГУ имени М.В.Ломоносова; Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН); НТУ "Сириус"

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4782-1661

науч. сотр.

МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет

Россия, Москва; Черноголовка; Сириус

И. Е. Кузнецов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН)

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3549-8158

к.х.н., ст. науч. сотр.

Россия, Черноголовка

А. А. Рычков

МГУ имени М.В.Ломоносова

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0619-5112

мл. науч. сотр., химический факультет

Россия, Москва

А. Ф. Ахкямова

МГУ имени М.В.Ломоносова; Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН)

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0177-7818

мл. науч. сотр.

МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет

Россия, Москва; Черноголовка

А. Ю. Коняхина

НТУ "Сириус"

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0287-3396

мл. науч. сотр.

Россия, Сириус

М. А. Горубнова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН)

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3196-0544

науч. сотр.

Россия, Черноголовка

А. В. Аккуратов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН)

Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8750-0048

к.х.н., зав. лаб.

Россия, Черноголовка

Д. А. Иванов

МГУ имени М.В.Ломоносова; Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН); НТУ "Сириус"

Автор, ответственный за переписку.
Email: stunnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5905-2652

д.х.н., ст. науч. сотр.

МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет

Россия, Москва; Черноголовка; Сириус

Список литературы

  1. Zhang J., Jin J., Xu H., Zhang Q., Huang W. Recent progress on organic donor–acceptor complexes as active elements in organic field-effect transistors // J. Mater. Chem. C. 2018. Vol. 6. No. 14. PP. 3485–3498. https://doi.org/10.1039/C7TC04389A.
  2. Tepliakova M.M., Kuznetsov I.E., Mikheeva A.N., Sideltsev M.E., Novikov A.V., Furasova A.D., Kapaev R.R., Piryazev A.A., Kapasharov A.T., Pugacheva T.A., Makarov S.V., Stevenson K.J., Akkuratov A.V. The Impact of Backbone Fluorination and Side-Chain Position in Thiophene-Benzothiadiazole-Based Hole-Transport Materials on the Performance and Stability of Perovskite Solar Cells // IJMS. 2022. Vol. 23. No. 21. P. 13375. https://doi.org/10.3390/ijms232113375.
  3. Otmakhova O.A., Piryazev A.A., Bondarenko G.N., Shandryuk G.A., Merekalov A.S., Maryasevskaya A.V., Ivanov D.A., Talroze R.V. New complexes of liquid crystal discotic triphenylenes: induction of the double gyroid phase // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. Vol. 23. No. 31. PP. 16827–16836. https://doi.org/10.1039/D1CP 00660F
  4. Dou J., Zheng Y., Yao Z., Yu Z., Lei T., Shen X., Luo X., Sun J., Zhang S., Ding Y., Han G., Yi Y., Wang J., Pei J. Fine-Tuning of Crystal Packing and Charge Transport Properties of BDOPV Derivatives through Fluorine Substitution // Journal of the American Chemical Society. 2015. Vol. 137. No. 50. PP. 15947–15956. https://doi.org/10.1021/jacs.5b08766
  5. Wu X., Fu W., Chen H. Conductive Polymers for Flexible and Stretchable Organic Optoelectronic Applications // ACS Applied Polymer Materials. 2022. Vol. 4. No. 7. PP. 4609–4623. https://doi.org/10.1021/acsapm.2c 00519
  6. Ostroverkhova O. Organic Optoelectronic Materials: Mechanisms and Applications // Chem. Re. v. 2016. Vol. 116. No. 22. PP. 13279–13412. https://doi.org/10.1021/acs.chemre. v. 6. b00127
  7. Zhang Q., Hu W., Sirringhaus H., Müllen K. Recent Progress in Emerging Organic Semiconductors // Adv Mater. 2022. Vol. 34. No. 22. P. 2108701. https://doi.org/10.1002/adma.202108701
  8. Liu Y., Wu Y., Geng Y., Zhou E., Zhong Y. Managing Challenges in Organic Photovoltaics: Properties and Roles of Donor/Acceptor Interfaces // Adv. Funct. Mater. 2022. Vol. 32. No. 43. P. 2206707. https://doi.org/10.1002/adfm.202206707
  9. Yuan Y., Xu W., Zhu D., Dong G., Zhao N., Yan F. Ultra-high mobility transparent organic thin film transistors grown by an off-centre spin-coating method // Nature Communications. 2014. Vol. 5. No. 1. P. 3005. https://doi.org/10.1038/ncomms4005
  10. Gaurav G., Verploegen E., Mannsfeld S.C.B., Sule Atahan-Evrenk, Do Hwan Kim, Sang Yoon Lee, Becerril H.A., Aspuru-Guzik A., Toney M.F., Bao Z. Tuning charge transport in solution-sheared organic semiconductors using lattice strain // Nature. 2011. Vol. 480. No. 7378. PP. 504–508. https://doi.org/10.1038/nature10683
  11. Liu Y., Wu Y., Geng Y., Zhou E., Zhong Y. Tailoring the charge transport characteristics in ordered small-molecule organic semiconductors by side-chain engineering and fluorine substitution // Physical Chemistry Chemical Physics. 2022. Vol. 24. No. 26. PP. 16041–16049. https://doi.org/10.1039/d2cp 01758j
  12. Mikheeva A.N., Kuznetsov I.E., Tepliakova M.M., Elakshar A., Gapanovich M.V., Gladush Y.G., Perepelitsina E.O., Sideltsev M.E., Akhkiamova A.F., Piryazev A.A., Nasibulin A.G., Akkuratov A.V. Novel Push-Pull Benzodithiophene-Containing Polymers as Hole-Transport Materials for Efficient Perovskite Solar Cells // Molecules. 2022. Vol. 27. No. 23. P. 8333. https://doi.org/10.3390/molecules27238333
  13. Vogelsang J., Lupton J.M. Solvent Vapor Annealing of Single Conjugated Polymer Chains: Building Organic Optoelectronic Materials from the Bottom Up // Journal of Physical Chemistry Letters. 2012. Vol. 3. No. 11. PP. 1503–1513. https://doi.org/10.1021/jz300294m
  14. Bobrovsky A.Yu., Piryazev A., Ivanov D., Kozlov M., Utochnikova V. Photoinduced Split of the Cavity Mode in Photonic Crystals Based on Porous Silicon Filled with Photochromic Azobenzene-Containing Substances // ACS Appl. Polym. Mater. 2022. Vol. 4. No. 10. PP. 7387–7396. https://doi.org/10.1021/acsapm.2c 01149
  15. Bobrovsky A., Piryazev A., Ivanov D., Kozlov M., Utochnikova V. Temperature-Dependent Circularly Polarized Luminescence of a Cholesteric Copolymer Doped with a Europium Complex // Polymers. 2023. Vol. 15. No. 6. P. 1344. https://doi.org/10.3390/polym15061344
  16. Kuznetsov I.E., Piryazev A.A., Akhkiamova A.F., Sideltsev M.E., Anokhin D.V., Lolaeva A.V., Gapanovich M.V., Zamoretskov D.S., Sagdullina D.K., Klyuev M.V., Ivanov D.A., Akkuratov A.V. Remarkable Enhancement of the Hole Mobility of Novel DA-D’-AD Small Molecules by Thermal Annealing: Effect of the D’‐Bridge Block // ChemPhysChem. 2023. Vol. 24. No. 21. https://doi.org/10.1002/cphc. 202300310
  17. Yeqing Xia, Weifeng Zhang, Shuai Yang, Liping Wang, Gui Yu. Research Progress in Donor−Acceptor Type Covalent Organic Frameworks // Advanced Materials. 2023. Vol. 35. No. 48. P. 2301190. https://doi.org/10.1002/adma.202301190
  18. He Z., Asare-Yeboah K., Zhang Z., Bi S. Manipulate organic crystal morphology and charge transport // Organic Electronics. 2022. Vol. 103. P. 106448. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2022.106448.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Синтез соединения S1

Скачать (456KB)
Метаданные
3. Рис.2. Схема ячейки, предназначенной для создания термического градиента

Скачать (406KB)
Метаданные
4. Рис.3. Кривые ДСК образца S1, красная кривая соответствует нагреву, синяя – охлаждению

Скачать (177KB)
Метаданные
5. Рис.4. Дифрактограммы, измеренные в геометрии скользящего пучка, для образца исходной пленки (a) и прогретой выше температуры плавления (b)

Скачать (1023KB)
Метаданные
6. Рис.5. Оптическая микрофотография образца S1, отожженная (слева), переходная (в центре) и исходная (справа) области

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис.6. Микрофотографии образца S1, полученные при помощи сканирующей электронной микроскопии для прогретой (a), средней (b) и холодной (c) областей

Скачать (741KB)
Метаданные
8. Рис.7. Изображения образца S1, полученные методом атомно-силовой микроскопии: a – прогретая область; b – исходная область, размеры кадра 6 × 6 мкм; c – переходная область, размер кадра 18 × 18 мкм

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис.8. Одномерные дифрактограммы, полученные при сканировании рентгеновского пучка поперек образца S1, построенные в зависимости от сдвига рентгеновского пучка от края пленки. Цветом отмечена интенсивность рассеяния рентгеновского пучка

Скачать (440KB)
Метаданные

© Пирязев А.А., Кузнецов И.Е., Рычков А.А., Ахкямова А.Ф., Коняхина А.Ю., Горубнова М.А., Аккуратов А.В., Иванов Д.А., 2024