Near-field scanning optical microscopy (NSOM) studies of the relationship between interchain interactions, morphology, photodamage, and energy transport in conjugated polymer films

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 105, Issue 22, 2001, Pages 5153-5160

  Nguyen, Thuc Quyen ^a   Schwartz, Benjamin J ^a   Schaller, Richard D ^b   Johnson, Justin C ^b   Lee, Lynn F ^b   Haber, Louis H ^b   Saykally, Richard J ^b  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONJUGATED POLYMER FILMS; ENERGY TRANSPORT; INTERCHAIN INTERACTIONS; PHOTOOXIDATIVE DAMAGE; SPATIAL HOMOGENEITY; SPATIALLY RESOLVED PHOTOLUMINESCENCE;

ANNEALING; GLASS TRANSITION; MORPHOLOGY; NEAR FIELD SCANNING OPTICAL MICROSCOPY; OXYGEN; PHOTOLUMINESCENCE; PHOTOOXIDATION; PLASTIC FILMS; TEMPERATURE;

ORGANIC POLYMERS;

EID: 0035822195     PISSN: 10895647     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp004456e     Document Type: Article

References (80)

1. Lovinger, A. J.; Rothberg. L. J. J. Mater. Res. 1996, 11, 1581
2. Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Dos Santos. D. A.; Bredas, J. L.; Logdlund, M.; Salaneck, W. R. Nature 1999, 397, 121.
3. Burroughes, J. H.; Bradley, D.D.C.; Brown, A.R.; Marks, R. N.; Mackay, K.; Friend, R. H.; Burn, P. L.; Holmes, A. B. Nature 1990, 347, 539
4. Gustaffson, G.; Cao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Colaneri, N.; Heeger, A. J. Nature 1992, 357, 477.
5. Granstrom, M., Petritsch, K., Arias, A. C.; Lux A.; Andersson M. R.; Friend, R. H. Nature 1998, 395, 257
6. Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Heeger. A. J.; Wudl, F. Science 1992, 258, 1474.
7. Hebner T. R.; Wu, C. C.; Marcy, D.; Lu. M. H.; Strum, J. C. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 519
8. Bharathan, J.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2660.
9. Nguyen, T.-Q.; Martini, I.; Liu, J.; Schwartz, B. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 237.
10. Nguyen, T.-Q.; Kwong, R.C.; Thompson, M. E.; Schwartz, B. J. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 2454.
11. Sluch, M. I.; Pearson, C.; Halim, M.; Samuel, I. D. W. Synth. Met. 1998, 94, 285.
12. Samuel, I. D. W.; Rumbles, G.; Collison, C. J. Phys. Rev. B 1995, 52, R11573.
13. Samuel, I. D. W.; Rumbles, G.; Collison, C. J.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Synth. Met. 1997, 84, 497.
14. Jenekhe, S. A.; Osaheni, J. A. Science 1994, 265, 765.
15. Jakubiak, R.; Collison, C.J.; Wan, C. C.; Rothberg, L. J. J. Phys. Chem. A. 1999, 103, 2394.
16. Yan, M.; Rothberg, L. J.; Kwock, E. W.; Miller, T. M. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 1992.
17. Yan, M.; Rothberg, L. J.; Papadimitrakopoulos, F.; Galvin, M. E.; Miller, T. M. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 1104.
18. Nguyen, T.-Q.; Doan, V.; Schwartz, B. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4068.
19. Lemmer, U.; Heun, S.; Mahrt, R. F.; Scherf, U.; Hopmeier, M.; Siegner, U.; Gobel, E. O.; Mullen, K.; Bassler, H. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 373.
20. Pauck, T.; Hennig, R.; Perner, M.; Lemmer, U.; Siegner, U.; Mahrt, R. F.; Scherf, U.; Mullen, K.; Bassler, H. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 171.
21. Mahrt, R. F.; Pauck, T.; Lemmer, U.; Sieger U.; Hopmeier, M.; Henning, R.; Bassler, H.; Gobel, E. O.; Bolivar, P. H.; Wigmann, G.; Kurz, H.; Scherf, U.; Mullen, K. Phys. Rev. B 1996, 54, 1759.
22. Grell, M.; Bradley, D. D. C.; Long, X.; Chamberlain, T.; Inbasekaran, M.; Woo, E. P.; Soliman, M. Acta Polym. 1998, 49, 439.
23. Blatchford, J. W.; Jessen, S. W.; Lin, L.-B.; Gustafsson, T. L.; Fu D.-K.; Wang, H.-L.; Swager, T. M.; MacDiarmid, A. G.; Epstein, A. J. Phys. Rev. B 1996, 54, 9180.
24. Blatchford, J. W.; Gustafsson, T. L.; Epstein, A. J.; Vanden Bout, D. A.; Kerimo, J.; Higgins, D. A.; Barbara, P. F.; Fu, D.-K.; Swager, T. M.; MacDiarmid, A. G. Phys. Rev. B 1996, 54, R3683.
25. Hsu, J. H.; Fann, W. S.; Tsao, P. H.; Chuang, K. R.; Chen, S.-A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2375
26. Chang, R.; Hsu, J. H.; Fann, W. S.; Yu, J.; Lin, S. H.; Lee, Y. Z.; Chen, S. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 153.
27. Zheng, M.; Bai, F.; Zhu, D.; J. Photochem. Photobio. A 1998, 116, 143.
28. While several groups have argued that the majority of excitations result in interchain species (see, e.g., refs 6, 10, 12, and 13), there also have been reports that the branching ratio for interchain species formation is essentially zero; see, e.g., Greenham, N. C.; Samuel, I. D. W.; Hayes, G. R.; Phillips, R. T.; Kessener, Y. A. R. R.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B.; Friend, R. H. Chem. Phys. Lett. 1995, 241, 89
29. Frolov, S. V.; Liess, M.; Lane, P. A.; Gellermann, W.; Vardeny, Z. V.; Ozaki, M.; Yoshino, K. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4285
30. Becker, H.; Burns, S. E.; Friend, R. H. Phys. Rev. B 1997, 56, 1893.
31. Cornil, J.; Dos Santos, D. A.; Crispin, X.; Silbey, R.; Brédas; J.-L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1289
32. Cornil, J.; Beljonne, D.; dos Santos, D. A.; Calbert, J. P.; Brédas, J.-L. Thin Solid Films 2000, 363, 72.
33. Shi, Y.; Liu, J.; Yang, Y. J. Appl. Phys. 2000, 87, 4254.
34. Nguyen, T.-Q.; Yee, R. Y.; Schwartz, B. J. J. Photochem. Photobio., in press;
35. Zheng, Y.; Min, Y.; MacDiarmid, A. G.; Angelopolous, M.; Liao, Y.-H.; Epstein, A. J. Synth. Met. 1997, 84, 109.
36. Hong, J.-D.; Kim, D.; Cha, K.; Jin, J. Synth. Met. 1997, 84, 815.
37. Teetsov, J.; Vanden Bout, D. A. J. Phys. Chem. B. 2000, 104, 9378.
38. "Good" solvents are difined as solvents in which the polymer can dissolve completely after only a short period of time (several hours), while "poor" solvents are those in which a much longer period of time is required for the polymer to dissolve (≥ a day).
39. Schaller, R. D.; Lee, L. F.; Johnson, J. C.; Haber, L. H.; Saykally, R. J. Nguyen, T.-Q.; Schwartz, B. J. Phys. Rev. Lett. submitted.
40. Papadimitrakopoulos, F.; Konstandinidis, K.; Miller, T. M.; Opila, R.; Chandross, E. A.; Galvin, M. E. Chem. Mater. 1994, 6, 1563;
41. Papadimitrakopoulos, F.; Yan, M.; Rothberg, L. J.; Katz, H. E.; Chandross, E. A.; Galvin, M. E. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1994, 256, 663.
42. Yan, M.; Rothberg, L. J.; Papadimitrakopoulos, F.; Galvin, M. E.; Miller, T. M. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 744.
43. Higgins, D. A.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. 1995. 99. 3
44. Vanden Bout, D. A.; Kerimo, J.; Higgins, D. A.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11843
45. Weston, K. D.; Carson, P. J.; Metiu, H.; Buratto, S. K. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7474
46. McNeill, J. D.; O'Connor, D. B.; Barbara, P. F. J. Chem. Phys. 2000, 112, 7811
47. Dunn, R. C.; Holtom, G. H.; Mets, L.; Xie, X. S. J. Phys. Chem. 1994, 98, 3094
48. Betzig, E.; Chichester, R. J.; Lanni, F.; Taylor, D. L. Bioimaging 1993, 1, 129
49. Ennderle, Th.; Ha, T.; Chemla, D. S.; Weiss, S. Ultramicroscopy 1998, 71, 303.
50. DeAro, J. A.; Weston, K. D.; Buratto, S. K.; Lemmer, U. Chem. Phys. Lett. 1997, 277, 532.
51. Schaller, R. D.; Roth, C.; Raulet, D. H.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5217
52. Schaller, R. D.; Johnson, J. D.; Saykally, R. J. Anal. Chem. 2000, 72, 5361.
53. Wudl, F.; Alleman, P. M.; Srdanov, G.; Ni, Z.; McBranch, D. ACS Symp. Ser. 1991, 455.
54. Hoffman, P.; Dutoit, B.; Salathe, R.-P. Ultramicroscopy 1995, 61, 165.
55. Webster, S.; Smith, D. A.; Batchelder, D. N.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C. Ultramicroscopy 1998, 71, 275
56. Hsu, J. H.; Wei, P. K.; Fann, W. S.; Chuang, K. R.; Chen, S. A. Ultramicroscopy 1998, 71, 263
57. Stevenson, R.; Granstrom, M.; Richards, D. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 1574.
58. This observation of the change in vibronic coupling to produce a relative increase of the 0-1 vibronic feature of the PL is also consistent with studies of the emission from PPV-based conjugated polymers under pressure. Webster, S.; Batchelder, D. N. Polymer 1996, 37, 4961
59. Tikhoplav, R. K.; Hess, B. C. Synth. Met. 1999, 101, 236.
60. Klimov, V. I.; McBranch, D. W.; Barashkov, N. N.; Ferraris, J. P. Chem. Phys. Lett. 1997, 277, 109.
61. Atriya, M.; Li, S.; Kang, E. T.; Neoh, K. G.; Ma, Z. H.; Tan, K. L.; Huang, W. Polym. Degrad. Stabl. 1999, 65, 287.
62. Denton, G. J.; Tessler, N.; Harrison, N. T.; Friend, R. H. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 733.
63. DeAro, J. A.; Gupta, R.; Heeger, A. J.; Buratto, S. K. Synth. Met. 1999, 102, 865.
64. Credo, G. M.; Lowman, G. M.; DeAro, J. A.; Carson, P. J.; Winn, D. L.; Buratto, S. K. J. Chem. Phys. 2000, 112, 7864-72.
65. Kersting, R.; Lemmer, U.; Mahrt, R. F.; Leo, K.; Kurz, H.; Bassler, H.; Gobel, E. O. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 3820
66. Ch. Warmuth, A. Tortschanoff, K. Brunner, B. Mollay, H. F. Kauffmann J. Lumin. 1998, 76 & 77, 498
67. A. Watanabe, T. Kodaira, O. Ito, Chem. Phys. Lett. 1997, 273, 227.
68. Wu, J.; Gross, A. F.; Tolbert, S. H. J. Phys. Chem. B. 1999, 103, 2374.
69. Nguyen, T.-Q.; Wu, J.; Doan, V.; Schwartz, B. J.; Tolbert, S. H. Science 2000, 288, 652
70. Schwartz, B. J.; Nguyen, T.-Q.; Wu, J.; Tolbert, S. H. Synth. Met. 2001, 116, 35.
71. Hu, D.; Yu, J.; Barbara, P.F. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6936-37
72. Vanden Bout, D. A.; Yip, W.-T.; Hu, D.; Fu, D.-K.; Swager, T. M.; Barbara, P. F. Science 1997, 277, 1074-77
73. Yu, J.; Hu, D. H.; Barbara, P. F. Science 2000, 289, 1327.
74. Huser, T.; Yan, M.; Rothberg, L. J. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 11187.
75. Scott, J. C.; Kaufman, J. H.; Brock, P. J.; DiPietro, R.; Salem, J.; Goitia, J. A. J. Appl. Phys. 1996, 79, 2745
76. Cumpston, B. H.; Parker, I. D.; Jenson, K. F. J. Appl. Phys. 1997, 81, 3716
77. Zyung, T.; Kim, J. J. Appl. Phys. Lett. 1995, 67, 3420.
78. Huser, T.; Yan, M. Synth. Met. 2001, 116, 333.
79. Lee, T. W.; Park, O. O. Appl. Phys. Lett. 2000 77, 3334
80. Lee, T. W.; Park, O. O. Adv. Mater. 2000 12, 801.