石墨烯和半導(dǎo)體聚合物已被廣泛研究用于許多微電子設(shè)備中。對(duì)于具有層狀結(jié)構(gòu)和石墨烯半導(dǎo)體聚合物復(fù)合材料的設(shè)備，石墨烯和半導(dǎo)體聚合物之間的分子相互作用在確定界面性質(zhì)和影響設(shè)備性能方面都起著重要作用。本研究利用和頻發(fā)生（SFG）振動(dòng)光譜法測(cè)定了三種不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的聚噻吩（PTs）在PT/石墨烯界面上的分子取向。發(fā)現(xiàn)PT側(cè)鏈越長(zhǎng)，測(cè)得的PT主鏈傾斜角越大。因此，具有較長(zhǎng)側(cè)鏈長(zhǎng)度的PT主鏈在石墨烯上采用了更平躺的姿勢(shì)。不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的PTs在PT/CaF
2界面上的取向傾角變化趨勢(shì)相同。當(dāng)比較相同的PT骨架取向時(shí)，PT/石墨烯界面處的PT通常比PT/ CaF
2界面處的PT更向下，這是由于PT骨架共軛環(huán)與石墨烯之間更強(qiáng)π−π 的分子間相互作用。界面上不同的PT主鏈取向可能是由于PT主鏈與底物之間以及側(cè)鏈與底物之間的相互作用以及PT分子（包括側(cè)鏈和主鏈）之間的分子間和分子內(nèi)相互作用引起的。掩埋界面上PT骨架取向的確定有助于理解這些界面上的分子相互作用，有助于設(shè)計(jì)具有最佳結(jié)構(gòu)和改進(jìn)性能的聚合物/石墨烯界面。
圖1 (a）SFG實(shí)驗(yàn)幾何示意圖。(b）不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的鉑衍生物的化學(xué)式。
圖2. yyz（a）和yzy（b）磁化率張量元素的菲涅耳系數(shù)計(jì)算為空氣/PT表面和PT/石墨烯界面的PT膜厚度的函數(shù)。石墨烯上（在CaF
2襯底上）薄PT膜（c）和厚PT膜（d）的AFM圖像。
圖3. 從石墨烯上具有不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的PT薄膜收集的SFG光譜：（a）薄PT薄膜的SFG ssp光譜，（b）薄PT薄膜的SFG ssp光譜，（c）厚PT薄膜的SFG ssp光譜，和（d）厚PT膜的SFG sps光譜。
相關(guān)研究成果于2021年由中國(guó)科學(xué)院納米系統(tǒng)與分層制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Linjie Zhi課題組和密歇根大學(xué)化學(xué)系的Zhan Chen課題組共同發(fā)表在ACS Macromolecules（doi：10.1021/acs.macromol.1c00248）上，原文：Molecular Orientations at Buried Conducting Polymer/Graphene Interfaces。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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