石墨烯和半導體聚合物已被廣泛研究用于許多微電子設備中。對于具有層狀結構和石墨烯半導體聚合物復合材料的設備，石墨烯和半導體聚合物之間的分子相互作用在確定界面性質和影響設備性能方面都起著重要作用。本研究利用和頻發生（SFG）振動光譜法測定了三種不同側鏈長度的聚噻吩（PTs）在PT/石墨烯界面上的分子取向。發現PT側鏈越長，測得的PT主鏈傾斜角越大。因此，具有較長側鏈長度的PT主鏈在石墨烯上采用了更平躺的姿勢。不同側鏈長度的PTs在PT/CaF
2界面上的取向傾角變化趨勢相同。當比較相同的PT骨架取向時，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骨架共軛環與石墨烯之間更強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鏈與底物之間的相互作用以及PT分子（包括側鏈和主鏈）之間的分子間和分子內相互作用引起的。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，有助于設計具有最佳結構和改進性能的聚合物/石墨烯界面。
圖1 (a）SFG實驗幾何示意圖。(b）不同側鏈長度的鉑衍生物的化學式。
圖2. yyz（a）和yzy（b）磁化率張量元素的菲涅耳系數計算為空氣/PT表面和PT/石墨烯界面的PT膜厚度的函數。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鏈長度的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。
相關研究成果于2021年由中國科學院納米系統與分層制造重點實驗室的Linjie Zhi課題組和密歇根大學化學系的Zhan Chen課題組共同發表在ACS Macromolecules（doi：10.1021/acs.macromol.1c00248）上，原文：Molecular Orientations at Buried Conducting Polymer/Graphene Interfaces。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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