利用除潤與薄膜拉伸測試研究分子鏈運動對共軛高分子發光之影響

楊志偉

指導教授 ： 楊長謀 ； 周卓煇

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00657

摘要

本論文研究重點，在於利用高分子薄膜除潤特性以及單軸向薄膜拉伸測試，使共軛高分子 MEH-PPV 的高分子鏈在除潤或拉伸過程進行運動，並且利用共軛高分子能夠進行光激發放光的特性，以螢光光譜儀記錄每個除潤以及拉伸階段的放射光譜，藉以瞭解高分子在除潤過程和拉伸測試時的分子鏈間作用變化。
在高分子薄膜的除潤過程中，高分子由原本連續的薄膜逐漸變成不連續的粒滴，並且此粒滴的大小分佈與薄膜的初始膜厚有關，初始膜厚越厚的試片最後粒滴也會越大。共軛高分子的發光強度隨著薄膜除潤的進行而逐漸增加，增加的幅度可達三倍（初始膜厚 60 nm）至十倍（初始膜厚 20 nm），初始膜厚越薄、最後粒滴越小的試片，亮度增益的情形越明顯，除此之外，因為高分子鏈的蜷曲與扭轉，使得未定域化的π電子運動受到限制，造成有效共軛長度減少，因此在除潤過程中也發現了波長藍位移的現象，在經由偏極化光的驗證之後，發現原本大部分平躺於膜面的高分子鏈，在除潤過程中垂直於膜面的分量漸增，表示高分子鏈同向性排列的情形被破壞，因此共軛分子的 interchain species 減少，這也是造成亮度增益與波長藍移的主因。在摻雜了分子量2,000 g/ mol 的聚苯乙烯之後，因共軛高分子鏈被沒有共振結構的聚苯乙烯高分子給分散，因此也可發現到每單位發光高分子的發光效率增加以及主峰波長藍移情形，並且在同樣膜厚條件下（20nm），除潤之後亮度增益都大約在一個數量級左右，表示在不同摻雜量的情形中，除潤時進行的分子鏈運動是類似的。
在薄膜拉伸試驗中， MEH-PPV與分子量 2,000,000 g/mol 的聚苯乙烯摻雜，在玻璃態進行單軸向拉伸時，由於高分子鏈間同向性的增加導致有效共軛長度和分子鏈間交互作用增加，光譜呈現紅位移以及側峰逐漸增強的情形並且伴隨著發光效率的降低。此情形與除潤正好相反，一個是分子鏈的堆積而另一個是分子鏈的拉伸，這兩種相反的分子鏈運動情形完全的在螢光光譜上呈現出來。

關鍵字

除潤 ； 共軛高分子鏈間交互作用 ； 極化光 ； 分子鏈拉伸 ； MEH-PPV

並列摘要

無資料

並列關鍵字

dewetting ； interchain interaction ； polarization ； stretching ； MEH-PPV

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