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简介 概述 nanoIR平台 nanoIR安装 nanoIR平台的特点
掉落演员P3HT和PCBMdoped P3HT薄膜测量 落铸造P3HT薄膜 PCBM掺杂P3HT与交融 结论 关于Anasys仪器 简介
有机光伏（PV）材料中使用了利用太阳能发电作为一种替代能源来源。高分子共混物聚（3 - 己基噻吩），P3HT，（6,6） - 苯基- C61 -基丁酸甲酯（PCBM）是一种流行的给体 - 受体（DA）的散装异质结（BHJ）等被广泛使用的应用。原子力显微镜和透射电子显微镜已用于描述高空间分辨率的光伏薄膜的结构，但在纳米化学品的信息是很难获得。
概述
在本应用笔记中，地形特点，已被相关P3HT和PCBM掺杂P3HT薄膜，用创新的局部化学光谱nanoIR™技术。集高空间（约100纳米）解决光伏材料的化学分析，即P3HT（聚（3 - 己基噻吩））和PCBM（（6,6） - 苯基- C61丁酸甲基酯）执行。
nanoIR平台
红外（IR）光谱仪通常用于分析测量在工业界和学术界的研发实验室。空间分辨率的突破是通过一个创新的技术，使用纳米级的探针从一个原子力显微镜（AFM），红外吸光度检测。红外吸光度检测结果表明，在纳米级的机械性能与纳米形态的同时，伴随着化学成分，测量的性质。 nanoIR还集成了纳米热造成一个多功能的纳米结构，化学，机械性能和热性能的工具，它提供的属性映射。实验室化学公司体质，克里欧，巴黎大学南基，奥赛，法国，亚历山大Dazzi博士首创的专利技术，结合原子力显微镜和红外光谱（AFM红外）。
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图1 nanoIR平台。
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图2。关闭棱镜和AFM测量头
nanoIR安装
nanoIR系统使用脉冲，可调的红外光源激发在样品上已安装一个红外透明（硒化锌）棱镜的分子振动。该系统的红外源开发利用的专有技术，这是从1200到3600 厘米 -1涵盖了广泛的中红外光谱范围连续可调。在加热和快速的热膨胀，导致悬臂梁谐振振荡抽样结果对辐射的吸收。诱导振荡特征荡结果如图3所示。
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示意图显示技术背后的nanoIR 图3。
这是可能的nanoIR用户通过原子力显微镜成像迅速调查样本地区，然后在样品上选定区域获得高分辨率的化学光谱。正如图4所示，聚合物光谱获得nanoIR系统显示出良好的相关性，与散装傅里叶变换红外光谱（FT - IR ）。
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图4。nanoIR（红色）和传统的FT - IR（蓝色）聚苯乙烯样品所产生的频谱进行比较。
nanoIR平台的特点
nanoIR平台的功能列举如下：
- nanoIR系统提供高分辨率的红外光谱，数据和样品的力学性能。这是完成的，如上所述，通过监测悬臂基本或更高的谐振模式的频率，。
- 接触悬臂的共振频率是直接关系到样品的刚度，可用于定性映射样品的弹性模量。
- nanoIR平台，还可以进行纳米级的热分析，利用新颖的原子力显微镜的悬臂，电阻加热元件集成在悬臂端
- 随着系统使用这些悬臂允许在一个点上的材料的转变温度测量或跨样本点的数组。
- 这使得非晶/结晶的内容，强调，治愈的程度，或者其他物料，可以通过材料的转变温度特征特性的检测或映射。
掉落演员P3HT和PCBMdoped P3HT薄膜测量
nanoIR技术是完美的聚合物样品，其中有本地的材料变化的测量。据抽样技术，材料要存入作为一个硒化锌棱镜薄膜。因此，材料受到的解决方案，以dropcasting直接到棱镜。
落铸造P3HT薄膜
重要的是要注意，并非所有相同的原子力显微镜图像共享相同的红外吸收特性的表面特征。感兴趣的领域是为了几微米的微小突起看到在图5所示。
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图5点和点击一个大面积的薄的P3HT薄膜，在硒化锌棱镜光谱采集
归点和点击红外光谱采集显示，只有一些要点轻微扩大吸收功能，如长期吸收的尾（频谱10）和近1500 厘米的肩膀- 1少定义。在其他的时间点，它是发现光谱产生了类似的散装P3HT材料。在频谱12日至14日点，可以看出，扩大吸收似乎是从高度功能。为了提高频谱分析，频谱12日至14日附近地区再次扫描一个更高的空间分辨率和相关的图像显示在图6（顶部）和光谱阵列收购之后获得如图6所示（下图）。
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图6显示的AFM图像（顶部）和相应的光谱图5中的第12-14点附近（底部）谱阵列收购;每个标记之间的间距〜100 nm的
光谱观察到约100纳米的光谱变化是在同一尺度（从第二到第三和第五至第六光谱）。由于肩部约1500 cm - 1的消失，再出现的箭头，1380厘米-1附近的信号出现扩大。通过使用nanoIR™ ，这些红外光谱的变化可以看出，在一个令人惊讶的高空间分辨率。
PCBM掺杂P3HT与交融
在这个例子中，表面缺陷是在图7中观察到，这显示了原子力显微镜图像处理的P3HTPCBM样品热。本地化的红外光谱，特定的表面特征是直接显示下面的图像。
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图7。原子力显微镜图像和一个热处理PCBM掺杂P3HT与样品的光谱
当nanoIR光谱相比nanoIR纯组分光谱，确定本地改建。在1444厘米-1和第1432 cm - 1处的亚甲基弯曲模式，分别对应于P3HT和PCBM。 1444厘米-1的乐队也有重叠环半圆形拉伸模式的贡献。散列标记为黄色的相应的频谱有两个组成部分。在外圈或红色标记或频谱1，在1732年厘米-1的高峰（PCBM）是微小的，并在1444厘米 -1（P3HT）的组成部分，是显性的。在绿色和紫色的散列标记（谱3和4），第1432 厘米 -1附近的频段主要是促进PCBM。最后，在第1432厘米-1和一个更强的1732年cm - 1的信号频带的清晰度，建议在中心的叶主要是PCBM。
可以使用nanoIR™成像P3HTPCBM混合表面缺陷的刚度。当暴露在一个连续脉冲红外激光辐射在1450厘米-1的悬臂的接触频率不断跟踪针尖在样品移动。这里的散装物料（黄/橙色）似乎比大多数的缺陷（绿色）的内陆地区的围追堵截。
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图8接触频率超过映射到相应的高度形象的一个化学缺陷图像的频率范围是大约30千赫（彩条。橙色围追堵截，深褐色-柔和）
结论
从分析中获得的数据显示能力nanoIR™分析高空间分辨率（约100纳米）的光伏材料。拓扑功能，可以链接到其相应的化学红外签名。 100 nm的空间分辨率，可以轻松实现在没有已知的应用程序域边界。发现缺陷站点与纯组分散装光谱比较本地nanoIR pectra本地的材料相分离。此外，相对接触的频率，周围的缺陷，同时映射到相应的地形。
关于Anasys仪器
Anasys仪器公司是在分100nm的热属性的详细信息领域的先驱。正在使用该公司的技术和产品，解决的聚合物，医药，数据存储，和先进材料市场的计量和分析的挑战。 Anasys在2007年，被命名为两个著名的行业大奖的R＆D 100奖和首届微/纳米25大奖，这两种认识到作为创新技术的领导者Anasys得主。
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资料来源：Anasys仪器
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