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聚3-己基噻吩ZnO微纳米球复合膜的制备及光学性能
引言
聚3-己基噻吩是一种有机半导体材料，具有良好的光电性能，内插到ZnO纳米颗粒中形成复合物可以提高其光学性能，已在太阳能电池和光电器件中得到广泛应用。本研究旨在研究聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜的制备过程，并探讨其光学性能。
实验
制备
遵照先前报道的方法[1]，首先通过气相合成法制备出ZnO微纳米球。然后，将聚3-己基噻吩溶解在氯仿的混合溶液中，并加入N-苯基-2-萘胺作为掺杂剂。将所得的ZnO微纳米球分散于聚3-己基噻吩混合物中，通过旋涂法在SiO2/Si基底上制备复合膜。最后，将制备好的薄膜在空气中烘烤2小时，以使其进一步凝固和结晶化。
表征
利用红外光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪、场发射扫描电镜和原子力显微镜对样品进行表征。红外光谱仪和紫外-可见-近红外光谱仪用于分析膜中化学键和光学性质的变化。场发射扫描电镜和原子力显微镜用于观察膜的形貌和表面形态。
结果
通过红外光谱仪和紫外-可见-近红外光谱仪观察复合膜，可以发现复合膜中聚3-己基噻吩与ZnO微纳米球之间有明显的相互作用，同时聚3-己基噻吩的共轭体系也得到增强，这表明ZnO微纳米球促进了聚3-己基噻吩的聚合反应和共轭结构形成。局部增强的共轭体系可以提高复合膜的光学性能。
通过场发射扫描电镜和原子力显微镜可以发现所得复合膜的表面形态出现了球形凸起结构，这与制备过程中ZnO微纳米球的存在和聚3-己基噻吩的聚合有关。
通过光学测试，可以发现复合膜的吸收峰向红移，这表明聚3-己基噻吩的共轭结构得到加强。此外，复合膜中的荧光强度也得到了提高，可以归因于在ZnO微纳米球中的聚3-己基噻吩得到合适的约束和螺旋变形，与此同时，荧光寿命也很长，这表明聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜的荧光具有良好的稳定性和光学性能。
结论
本研究制备了聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜，并对其进行了表征。通过红外光谱仪和紫外-可见-近红外光谱仪观察复合膜，可以发现复合膜中聚3-己基噻吩与ZnO微纳米球之间有明显的相互作用，同时聚3-己基噻吩的共轭体系也得到增强，这表明ZnO微纳米球促进了聚3-己基噻吩的聚合反应和共轭结构形成。复合膜的表面形态出现了球形凸起结构，这与制备过程中ZnO微纳米球的存在和聚3-己基噻吩的聚合有关。复合膜中的荧光强度得到了提高，可以归因于在ZnO微纳米球中的聚3-己基噻吩得到合适的约束和螺旋变形，同时荧光寿命也很长，表明聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜具有良好的稳定性和光学性能。聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜可以在太阳能电池和光电器件中应用。
参考文献:
[1]HuR,DuJ,SunX,etal.FormationandgassensingpropertiesofZnOhierarchicalnanostructureswithdifferentmorphologies[J].AppliedPhysicsLetters,2007,90(6):63104.