【摘要】 简单易行且普遍适用的深度分析方法:薄膜-深度相关红外(FDD-IR)光谱剖面法,利用沿表面法向的振动光谱分布与软等离子体蚀刻相结合。

有机薄膜广泛应用于有机电子和涂料领域。在薄膜的沉积过程中,衬底、有机组分和溶剂之间的复杂相互作用常常导致沿薄膜深度的垂直相分布变化[1],可以通过后处理(例如退火)来减少或增强。对于许多有机薄膜来说,不同膜深的表面和体积表现出不同的性质,如组成、结晶度、晶体取向、以及电子和光学性质。因此,能够可靠地确定组成和性能变化作为膜深度的函数是先进器件设计的关键。最先进的深度分析方法,如质谱和光电子谱,依赖于非本征物质(蒸发离子,蚀刻引起的表面缺陷),然而,与原始材料相比,蚀刻过程通常会对蒸发物质和蚀刻表面进行化学和功能修饰,并使得蚀刻表面的样品成分与蚀刻前的实际成分有显著偏差,从而降低了这些方法的可靠性和适用性。

等人[2]介绍了一种简单易行且普遍适用的深度分析方法:薄膜-深度相关红外(FDD-IR)光谱剖面法,利用沿表面法向的振动光谱分布与软等离子体蚀刻相结合。该方法基于软等离子体增量表面选择性蚀刻后直接测量本征材料,研究材料沿表面法向的变化。这种深度剖面利用所涉及化合物的特征振动特征,可用于共轭和非共轭,中性和离子材料。薄膜深度分辨率达到1纳米。该方法一般适用于有机薄膜,包括用于OFET的半导体/绝缘体混合薄膜,用于OPV的有机体异质结薄膜和掺杂OSC。由于蚀刻可以优化到不会对薄膜表面产生有害影响,因此该方法能够测量有机薄膜的固有特性。

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