Conductivity, morphology, interfacial chemistry, and stability of poly(3,4-ethylene dioxythiophene)-poly(styrene sulfonate): A photoelectron spectroscopy study

Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics

Volumn 41, Issue 21, 2003, Pages 2561-2583

  Crispin, X ^a   Marciniak, S ^a   Osikowicz, W ^a   Zotti, G ^b   Denier Van Der Gon, A W ^c   Louwet, F ^d   Fahlman, M ^a   Groenendaal, L ^d   De Schryver, F ^e   Salaneck, W R ^a  

^a LINKÖPING UNIVERSITY   (Sweden)

^b ICNREI   (Italy)

^c EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^d AGFA GEVAERT N V   (Belgium)

^e UNIVERSITY OF LEUVEN   (Belgium)

Author keywords

Conducting polymers; Conductivity; Degradation; ESCA XPS; Interfacial chemistry; Poly(3,4 ethylene dioxythiophene)

Indexed keywords

CHEMICAL ANALYSIS; COMPOSITION; DEGRADATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; GLASS; INTERFACES (MATERIALS); MORPHOLOGY; POLYMERIZATION; SURFACE CHEMISTRY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CHEMICAL CHANGE; ELECTRICAL STRESS; POLYETHYLENE DIOXYTHIOPHENE; POLYMER ON GLASS INTERFACES; POLYSTYRENE SULFONATE;

POLYETHYLENES;

EID: 10744229399     PISSN: 08876266     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/polb.10659     Document Type: Article

References (152)

1. Petterson, L. A. A.; Carlsson, F.; Inganäs, O.; Arwin, H. Thin Solid Films 1998, 313, 356.
2. Groenendaal, L.; Jonas, F.; Freitag, D.; Pielartzik, H.; Reynolds, J. R. Adv Mater 2000, 12, 481.
3. Kiebooms, R.; Aleshin, A.; Hutchison, K.; Wudl, F. J Phys Chem B 1997, 101, 11037.
4. Aleshin, A.; Kiebooms, R.; Menon, R.; Wudl, F.; Heeger, A. J Physical Review B 1997, 56, 3659.
5. Aleshin, A. N.; Kiebooms, R.; Yu, H.; Levin, M.; Shlimak, I. Synth Met 1998, 94, 157.
6. Aleshin, A. N.; Kiebooms, R.; Heeger, A. J. Synth Met 1999, 101, 369.
7. Chang, Y.; Lee, K.; Kiebooms, R.; Aleshin, A.; Heeger, A. J. Synth Met 1999, 105, 203.
8. Heywang, G.; Jonas, F. Adv Mater 1992, 4, 116.
9. Dietrich, M.; Heinze, J.; Heywang, G.; Jonas, F. J Electroanal Chem 1994, 369, 87.
10. Winter, I.; Reese, C.; Hormes, J.; Heywang, G.; Jonas, F. Chem Phys 1995, 194, 207.
11. Pei, Q.; Zuccarello, G.; Ahlskog, M.; Inganäs, O. Polymer 1994, 35, 1347.
12. Bayer AG. European Patent EP 440 957, 1991.
13. Agfa Gevaert. European Patent EP 564 911, 1993.
14. Jonas, F.; Krafft, W.; Muys, B. Macromol Symp 1995, 100, 169.
15. Bayer AG. European Patent EP 553 671, 1993.
16. Bayer AG. European Patent EP 686 662, 1995.
17. Bayer AG. U.S. Patent 5,792,558, 1996.
18. Jonas, F.; Heywang, G. Electrochem Acta 1994, 39, 1345.
19. Jonas, F.; Morrison, J. T. Synth Met 1997, 85, 1397.
20. Lefebvre, M.; Qi, Z.; Rana, D.; Pickup, P. G. Chem Mater 1999, 11, 262.
21. Ghosh, S.; Inganäs, O. Adv Mater 1999, 11, 1214.
22. Kudoh, Y.; Akami, K.; Matsuya, Y. Synth Met 1999, 102, 973.
23. Ghosh, S.; Inganas, O. J Electrochem Soc 2000, 147, 1872.
24. Noël, V.; Randriamahazaka, H.; Chevrot, C. J Electroanal Chem 2000, 489, 46.
25. Arbizzani, C.; Mastragostino, M.; Rossi, M. Electrochem Commun 2002, 4, 545.
26. Murugan, A. V.; Kwon, C. W.; Campet, G.; Kale, B. B.; Maddanimath, T.; Vijayamohanan, K. J Power Sources 2002, 105, 1.
27. Karg, S.; Scott, J. C.; Salem, J. R.; Angelopoulos, M. Synth Met 1996, 80, 111.
28. Carter, J. C.; Grizzi, I.; Heeks, S. K.; Lacey, D. J.; Latham, S. G.; May, P. G.; Ruiz-de-los-Panos, O.; Pichler, K.; Towns, C. R.; Wittmann, H. F. Appl Phys Lett 1997, 71, 34.
29. Carter, S. A.; Angelopoulos, M.; Karg, S.; Brock, P. J.; Scott, J. C. Appl Phys Lett 1997, 70, 2067.
30. Berntsen, A. J. M.; Weijer, P. V. D.; Croonen, Y.; Liedenbaum, C. T. H. F.; Vleggaar, J. J. M. Philips J Res 1998, 51, 511.
31. Kim, J. S.; Ho, P. K. H.; Thomas, D. S.; Friend, R. H.; Cacialli, F.; Bao, G.-W.; Li, S. F. Y. Chem Phys Lett 1999, 315, 307.
32. Brown, T. M.; Kim, J. S.; Friend, R. H.; Cacialli, F.; Daik, R.; Feast, W. J. Appl Phys Lett 1999, 75, 1679.
33. Arias, A. C.; Granström, M.; Pertritsch, K.; Friend, R. H. Synth Met 1999, 102, 953.
34. Ouyang, J.; Guo, T.-F.; Yang, Y.; Higuchi H.; Yoshioka, M.; Nagatsuka, T. Adv Mater 2002, 14, 915.
35. Roman, L. S.; Mammo, W.; Petterson, L. A. A.; Andersson, M. R.; Inganäs, O. Adv Mater 1998, 10, 774.
36. Ding, L.; Jonforsen, M.; Roman, L. S.; Andersson, M. R.; Inganäs, O. Synth Met 2000, 110, 133.
37. Dhanabalan, A.; Duren, J. K. J. V.; Hal, P. A. V.; Dongen, J. L. J. V.; Janssen, R. A. J. Adv Funct Mater 2002, 11, 255.
38. Hyunh, W. U.; Dittmer, J. J.; Alivisatos, A. P. Science 2002, 295, 2425.
39. Gustafsson, J. C.; Liedberg, B.; Inganäs, O. Solid State Ionics 1994, 69, 145.
40. Sankaran, B.; Reynolds, J. R. Macromolecules 1997, 30, 2582.
41. Sapp, S. A.; Sotzing, G. A.; Reynolds, J. R. Chem Mater 1998, 10, 2101.
42. DeLongchamp, D.; Hammond, P. T. Adv Mater 2001, 13, 1455.
43. Heuer, H. W.; Wehrmann, R.; Kirchmeyer, S. Adv Funct Mater 2002, 12, 89.
44. Cutler, C. A.; Bouguettaya, M.; Reynolds, J. R. Adv Mater 2002, 14, 684.
45. Girotto. E. M.; Gazotti, W. A.; Paoli, M. A. D. J Phys Chem 2000, 104, 6124.
46. Nilsson, D.; Chen, M.; Kugler, T.; Remonen, T.; Armgarth, M.; Berggren, M. Adv Mater 2002, 14, 51.
47. Andersson, P.; Nilsson, D.; Svensson, P.-O.; Chen, M.; Malmström, A.; Remonen, T.; Kugler, T.; Berggren, M. Adv Mater 2002, 14, 1460.
48. Chen, M.; Nilsson, D.; Kugler, T.; Berggren, M. Appl Phys Lett 2002, 81, 2011.
49. Sapp, S. A.; Sotzing, G. A.; Reddinger, J. L.; Reynolds, J. R. Adv Mater 1998, 8, 808.
50. Zhang, F.; Johansson, M.; Andersson, M. R.; Hummelen, J. C.; Inganäs, O. Adv Mater 2002, 14, 662.
51. Kim, J. Y.; Jung, J. H.; Lee, D. E. Joo, J. Synth Met 2002, 126, 311.
52. Jönsson, S. K. M.; Birgersson, J.; Crispin, X.; Greczynski, G.; Osikowicz, W.; Gon, A. W. D. V. D.; Salaneck, W. R.; Fahlman, M. Synth Met 2003, 10361, 1.
53. Zotti, G.; Zecchin, S.; Schiavon, G.; Louwet, F.; Groenendaal, L.; Crispin, X.; Osikowicz, W.; Salaneck, W.; Fahlman, M. Macromolecules 2003, 36, 3337-3344.
54. Service, R. F. Science 1997, 278, 383.
55. Granlund, T.; Nyberg, T.; Roman, L. S.; Svensson, M.; Inganäs, O. Adv Mater 2000, 12, 269.
56. Stutzmann, N.; Tervoort, T. A.; Broer, D. J.; Sirringhaus, H.; Friend, R. H.; Smith, P. Adv Funct Mater 2002, 12, 105.
57. Sirringhaus, H.; Kawase, T.; Friend, R. H.; Shimoda, T.; Inbasekaran, M.; Wu, W.; Woo, E. P. Science 2000, 290, 2123.
58. Lu, J.; Pinto, N. J.; MacDiarmid, A. G. J Appl Phys 2002, 92, 6033.
59. Kim, W. H.; Mäkinen, A. J.; Nikolov, N.; Shashidhar, R.; Kim, H.; Kafafi, Z. H. Appl Phys Lett 2002, 80, 3844.
60. Arias, A. C.; Granström, M.; Thomas, D. S.; Petritsch, K.; Friend, R. H. Physical Review B 1999, 60, 1854.
61. Siegbahn, K.; Nordling, C.; Johansson, G.; Hedman, J.; Heden, P. F.; Hamrin, V.; Gelius, U.; Bergmark, T.; Werme, L. O.; Manne, R.; Baer, Y. ESCA Applied to Free Molecules; North Holland: Amsterdam, 1971.
62. Briggs, D.; Seah, M. P. In Practical Surface Analysis; Briggs, D.; Seah, M. P., Eds.; Wiley: Chichester, England, 1983.
63. Salaneck, W. R. CRC Crit Rev Solid State Mater Sci 1985, 12, 267.
64. Salaneck, W. R.; Stafström, S.; Brédas, J. L. Conjugated Polymer Surfaces and Interfaces; Cambridge University Press: Cambridge, England, 1996.
65. Scienta ESCA200 Users' Manual; Scienta: Uppsala, Sweden, 1995.
66. Sherwood, P. M. A. Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy, 2nd ed.; Chichester, England, 1990; Vol. 1.
67. Beamson, G.; Briggs, D. High Resolution XPS of Organic Polymers: The Scienta ESCA 300 Database; Scienta: Uppsala, Sweden, 1992.
68. Li, G.; Pickup, P. G. Phys Chem Chem Phys 2000, 2, 1255.
69. Zotti, G.; Zecchin, S.; Schiavon, G.; Groenendaal, L. Chem Mater 2000, 12, 2996.
70. Greczynski, G.; Kugler, T.; Salaneck, W. R. Thin Solid Films 1999, 354, 129.
71. Greczynski, G.; Kugler, T.; Keil, M.; Osikowicz, W.; Fahlman, M.; Salaneck, W. R. J Electron Spectrosc Relat Phenom 2001, 121, 1.
72. Dkhissi, A.; Beljonne, D.; Lazzaroni, R.; Louwet, F.; Groenendaal, L.; Brédas, J. L. Int J Quantum Chem 2003, 91, 517.
73. Garreau, S.; Louarn, G.; Buisson, J. P.; Froyer, G.; Lefrant, S. Macromolecules 1999, 32, 6807.
74. Aasmundtveit, K. E.; Samuelsen, E. J.; Pettersson, L. A. A.; Inganäs, O.; Johansson, T.; Feidenhans, R. Synth Met 1999, 101, 561.
75. Brédas, J. L.; Calbert, J. P.; Filho, D. A. D. S.; Cornil, J. PNAS 2002, 99, 5804.
76. Beljonne, D.; Cornil, J.; Sirringhaus, H.; Brown, P. J.; Shkunov, M.; Friend, R.; Brédas, J.-L. Adv Funct Mater 2001, 11, 229.
77. Niu, L.; Kvarnström, C.; Fröberg, K.; Ivaska, A. Synth Met 2001, 122, 425.
78. Osikowicz, W.; Crispin, X.; Fahlman, M.; Salaneck, W. R. To be submitted for publication.
79. Ghosh, S.; Rasmusson, J.; Inganäs, O. Adv Mater 1998, 10, 1097.
80. MacDiarmid, A. G.; Epstein, A. J. Synth Met 1994, 65, 103.
81. Joo, J,; Chung, Y. C.; Song, H. G.; Baeck, J. S.; Lee, W. P.; Epstein, A. J.; MacDiarmid, A. G.; Jeong, S. K.; Oh, E. J. Synth Met 1997, 84, 739.
82. Trznadel, M.; Rannou, P. Synth Met 1999, 101, 842.
83. Rannou, P.; Pron, A.; Nechtschein, M. Synth Met 1999, 101, 827.
84. Rannou, P.; Dufour, B.; Travers, J. P.; Pron, A. Synth Met 2001, 119, 441.
85. Xie, H. Q.; Ma, Y. M.; Guo, J. S. Synth Met 2001, 123, 47.
86. Buvat, P.; Hourquebie, P. Macromolecules 1997, 30, 2685.
87. Danill, R. Synth Met 1986, 13, 325.
88. Wu, C.; Chien, L. N. Synth Met 2000, 110, 251.
89. Menon, R.; Yoon, C. O.; Moses, D.; Heeger, A. J. Physical Review B 1993, 48, 17685.
90. Kohlman, R. S.; Tanner, D. B., Ihas, G. G.; Min, Y. G.; MacDiarmid, A. G.; Epstein, A. J. Synth Met 1997, 84, 709.
91. Sato, K.; Yamaura, M.; Hagiwara, T.; Murata, K.; Tokumoto, M. Synth Met 1991, 40, 35.
92. Reghu, M.; Yoon, C. O.; Moses, D.; Heeger, A. J. Synth Met 1994, 64, 53.
93. Yoon, C. O.; Reghu, M.; Moses, D.; Heeger, A. J. Physical Review B 1994, 49, 10851.
94. Reghu, M.; Cao, Y.; Moses, D.; Heeger, A. J. Physical Review B 1993, 47, 1758.
95. Masubuchi, S.; Fukuhara, T.; Kazama, S. Synth Met 1997, 84, 601.
96. Crispin, X.; Trzcinski, M.; Zotti, G.; Marciniak, S.; Jeuris, K.; Groenendaal, L.; Louwet, F.; Schryver, F. D.; Salaneck, W. To be submitted for publication.
97. Braun, D.; Staring, E. G. J.; Demandt, R. C. J. E.; Rikken, G. L. J.; Kessener, Y. A. A. R.; Venhuizen, A. H. J. Synth Met 1994, 66, 75.
98. 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.
99. Greenham, N. C.; Moratti, S. C.; Bradley, D. D. C.; Friend, R. H.; Holmes, A. B. Nature 1993, 365, 628.
100. Ho, P. K. H.; Granstroem, M.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. Advance Mater 1998, 10, 769-774.
101. Gustafsson, G.; Cao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Col, N. Nature 1992, 357, 477.
102. Friend, R. H. In Semiconductor Devices Fabricated with Conjugated Polymers; Friend, R. H., Ed.; Oxford University Press: Oxford, 1993; pp 285.
103. Kugler, T.; Andersson, A.; Holmes, A. B.; Li, X.; Salaneck, W. R. Synth Met 1999, 100, 163.
104. Andersson, A.; Kugler, T.; Logdlund, M.; Holmes, A. B.; Li, X.; Salaneck, W. R. Synth Met 1999, 106, 13.
105. Nüesch, F.; Rothberg, L. J.; Forsythe, E. W.; Le, Q. T.; Gao, Y. Appl Phys Lett 1999, 74, 880.
106. Jong, M. P. D.; Simons, D. P. L.; Reijme, M. A.; Ijzendoorn, L. Z. V.; Gon, A. W. D. V. D.; Voigt, M. J. A. D.; Brongersma, H. H.; Gymer, R. W. Synth Met 2000, 110, 1.
107. Wong, K. W.; Yip, H. L.; Luo, Y.; Wong, K. Y.; Lau, W. M.; Low, K. H.; Chow, H. F.; Gao, Z. Q.; Yeung, W. L.; Chang, C. C. Appl Phys Lett 2002, 80, 2788.
108. Crispin, X.; Crispin, A.; Jong, M. P. D.; Marciniak, S.; Osikowicz, W.; Jönsson, S.; Fahlman, M.; Kugler, T.; Ijzendoorn, L. J. V.; Voigt, M. J. A. D.; Salaneck, W. R. MRS Proc, 747, V5. 51-12 (2003).
109. Elschner, A.; Bruder, F.; Heuer, H.-W.; Jonas, F.; Karbach, A.; Kirchmeyer, S.; Thurn, S.; Wehrmann, R. Synth Met 2000, 111, 139.
110. Kugler, T.; Salaneck, W. R.; Rost, H.; Holmes, A. B. Chem Phys Lett 1999, 310, 391.
111. Folcher, G.; Cachet, H.; Froment, M.; Bruneaux, J. Thin Solid Films 1997, 301, 242.
112. Jong, M. P. D.; Ijzendoorn, L. J. V.; Voigt, M. J. A. D. Appl Phys Lett 2000, 77, 2255.
113. Marciniak, S.; Crispin, X.; Osikowicz, W.; Salaneck, W. R. To be submitted for publication.
114. Donley, C. L.; Dunphy, D.; Zangmeister, R. A. P.; Nebesny, K. W.; Armstrong, N. R. In Conjugated Polymer and Molecular Interfaces; Salaneck, W. R.; Seki, K.; Kahn, A.; Pireaux, J.-J., Eds.; Marcel Dekker: New York, 2002; p 269.
115. Ren, X.; Pickup, P. G. J Phys Chem 1993, 97, 5356.
116. Ren, X.; Pickup, P. G. J Electroanal Chem 1995, 396, 359.
117. Li, G.; Pickup, P. G. J Phys Chem B 1999, 103, 10143.
118. Qi, Z.; Lefebvre, M. C.; Pickup, P. G. J Electroanal Chem 1998, 459, 9.
119. Baker, C. K.; Qiu, Y. J.; Reynolds, J. R. J Phys Chem 1991, 95, 4446.
120. Bobacka, J.; Lewenstam, A.; Ivaska, A. J Electroanal Chem 2000, 489, 17.
121. Ghosh, S.; Inganäs, O. Electrochem Solid-State Lett 2000, 3, 213.
122. Dong, H.; Hyun, J. K.; Rhodes, C. P.; Frech, R.; Wheeler, R. A. J Phys Chem B 2002, 106, 4878.
123. Hyun, J. K.; Dong, H.; Rhodes, C. P.; Frech, R.; Wheeler, R. A. J Phys Chem B 2001, 105, 3329.
124. Cao, Y.; Yu, G.; Zhang, C.; Menon, R.; Heeger, A. J. Synth Met 1997, 87, 171.
125. Scott, J. C.; Carter, S. A.; Karg, S.; Angelopoulos, M. Synth Met 1997, 85, 1197.
126. Berntsen, A.; Croonen, Y.; Liedenbaum, C.; Schoo, H.; Visser, R. J.; Vleggelaar, J.; Wijer, P. V. D. Opt Mater 1998, 9, 125.
127. Rannou, P.; Nechtschein, M. Synth Met 1999, 101, 474.
128. Jong, M. P. D. Ph.D. Thesis, University of Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands, 2000.
129. Andersson, G.; Brongersma, H. H.; Gon, A. W. D. V. D.; Ijzendoorn, L. J. V.; Jong, M. P. D.; Voigt, M. J. A. D. Synth Met 2000, 113, 245.
130. Kim, J. S.; Ho, P. K. H.; Murphy, C. E.; Baynes, N.; Friend, R. H. Adv Mater 2002, 14, 206.
131. Gon, A. W. D. V. D.; Birgerson, J.; Fahlman, M.; Salaneck, W. R. Org Electron 2002, 3, 111.
132. Birgerson, J.; Keil, M.; Gon, A. W. D. V. D.; Crispin, X.; Löglund, M.; Salaneck, W. R. Mater Res Soc Symp Proc 2001, 660, JJ5.29.
133. Jong, M. P. D.; Gon, A. W. D. V. D.; Crispin, X.; Osikowicz, W.; Salaneck, W. R.; Groenendaal, L. J Chem Phys 2003, 118, 6495-6502.
134. Sutherland, D. G. J.; Carlisle, J. A.; Elliker, P.; Fox, G.; Hagler, T. W.; Jimenez, I.; Lee, H. W.; Pakbaz, K.; Terminello, L. J.; Williams, S. C.; Himpsel, F. J.; Shuh, D. K.; Tong, W. M.; Jia, J. J.; Callcott, T. A.; Ederer, D. L. Appl Phys Lett 1996, 68, 2046.
135. Jong, M. J. M. D.; Vissenberg, M. C. J. M. Philips J Res 1998, 51, 495.
136. Holdcroft, S. Macromolecules 1991, 24, 4834.
137. Abdou, M. S.; Holdcroft, S. Macromolecules 1993, 26, 2954.
138. Abdou, M. S. A.; Diaz-Guijada, G. A.; Arroyo, M. I.; Holdcroft, S. Chem Mater 1991, 3, 1003.
139. Blohm, M. L.; Pickett, J. E.; Dort, P. C. V., Macromolecules 1993, 26, 2704.
140. Jeuris, K.; Groenendaal, L.; Verheyen, H.; Louwet, F.; Schryver, F. C. D. Synth Met 2003, 132, 289.
141. Kumar, A.; Reynolds, J. R. Macromolecules 1996, 29, 7629.
142. Kumar, A.; Welsh, D. M.; Morvant, M. C.; Piroux, F.; Abboud, K. A.; Reynolds, J. R. Chem Mater 1998, 10, 896.
143. Marciniak, S.; Crispin, X.; Uvdal, K.; Trzcinski, M.; Louwet, F.; Salaneck, W. R. Synthetic Metals, accepted for publication, 2003.
144. Groenendaal, L.; Zotti, G.; Jonas, F. Synth Met 2001, 118, 105.
145. Ugalde, L.; Bernede, J. C.; Valle, M. A. D.; Diaz, F. R.; Leray, P. J Appl Polym Sci 2002, 84, 1799.
146. Marciniak, S.; Crispin, X.; Uvdal, K.; Trzcinski, M.; Louwet, F.; Salaneck, W. R. To be submitted for publication.
147. Ball, S. M.; Hanson, D. R.; Eisele, F. L. J Geophys Res 1999, 104, 23709.
148. Napari, I.; Kulmala, M.; Vehkamäki, H. J Chem Phys 2002, 117, 8418.
149. Napari, I.; Noppel, M.; Vehkamäki, H.; Kulmala, M. J Chem Phys 2002, 116, 4221.
150. Carroll, W.; Eisenberg, H. J Polym Sci Part A-2: Polym Phys 1966, 4, 599.
151. Ogata, Y.; Takagi, K.; Yamada, S. Bull Chem Soc Jpn 1977, 50, 2205.
152. Kimura, M.; Ogata, Y. Bull Chem Soc Jpn 1983, 56, 471.