המחברים רוצים להכיר ג&#39;יימס א פורסט לעזרה ברעיון הראשוני לטכניקה זו. 26 עבודה זו נתמכה על ידי מימון מאוניברסיטת פנסילבניה ונתמכה באופן חלקי על ידי תכנית MRSEC של הקרן הלאומית למדע תחת הפרס לא. DMR-11- 20901 באוניברסיטת פנסילבניה.

1. סרט הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 0.04 גרם של קלקר, ואת המקום לתוך בקבוקון 30 מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 2 גרם של טולואן לתוך הבקבוקון. 2% על ידי פתרון במשקל של קלקר בטולואן מניב סרט של כ 100 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בואו O לשבת פתרון / N לפזר באופן מלא הקלקר ולתת הפתרונות להתיישב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים פרוסה 1 סנטימטר הסיליקון סנטימטרים x 1 (Si) על Coater ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין הרקיק ב 8000 סל&quot;ד במשך 45 שניות. בזמן שהוא מסתובב, שחרר כ 1 מיליליטר של טולואן על פרוסות סיליקון ספינינג. הערה: כל השלבים כרוכים בציפוי ספין מבוצעים במנדף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על Si הרקיק עכשיו נייח, להוסיף את הפתרון מצעד 1.3 ירידה מבחינת על גבי פרוסות סיליקון Si עד את כל פני השטח של פרוסות סיליקון Si מכוסים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הפתרון מתייבש על פרוסות סיליקון, לסובב את רקיק Si ב 4000 סל&quot;ד במשך 20 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את העובי של הסרט באמצעות ellipsometry (ראה שלב 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הסרט הוא בעובי הרצוי, אןEAL הסרט בתנור ואקום ב393 K במשך 15 שעות. </li></ol> 2. קביעת עובי סרט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח סובב את הסרט להטיל על הבמה ellipsometer ולמדוד את הזוויות האליפסומטריים Ψ (λ) וΔ (λ) בזווית אור האירוע של 70 מעלות עם זמן רכישה 1 שניות והגדרת מיצוע האזור מופעלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת ellipsometer, להתאים Ψ וכתוצאה מכך (λ) ונתונים Δ (λ) למודל תלת-שכבה על פי הפרוטוקול של היצרן. אין תשומות משתמש נוספות. השכבה הראשונה היא שכבת מצע של Si, השכבה השנייה היא שכבת תחמוצת יליד עם עובי של 1.5 ננומטר, והשכבה השלישית היא מודל קושי (n = A + B / λ 2, K = 0), אשר תואם לתכונות אופטיות של סרט הקלקר. במודל זה, A ו- B הם פרמטרים מתאימים, וn ו- k הם המרכיבים האמיתיים ודמיוניים של מדד השבירה, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשכבת קושי, להתאים את thickness ופרמטרי A ו- B, אם הסרט הוא מעל 10 ננומטר. אם הסרט הוא מתחת ל -10 ננומטר, רק שתתאים. הערה: זה יידון נוסף בסעיף נציגי תוצאות. </li></ol> קצב קירור 3. מדידות ז T התלוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל פני השטח של גוף החימום של שלב ellipsometer הטמפרטורה משתנה עם דבק תרמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את סרט הקלקר מרותק על גוף החימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצמד את הסרט בחוזקה על גוף החימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרימת גז 100% חנקן יבש בשלב הטמפרטורה בלחץ של &lt;69 kPa. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת שלב הטמפרטורה, ליצור פרופיל טמפרטורה. פרופיל טמפרטורה זה מתחיל עם רמפת חימום ל- 393 K ב 150 K / min. החזק את הסרט ב393K למשך 20 דקות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, רמפות קירור חלופיות לK 293 בשיעורים של 150, 120, 90, 60, 30, 10, 7, 3, ו 1 K / דקה עם רמפות חימום ל- 393 K ב 150 K / min. מניחים בטמפה 5 דקותאחיזת rature לאחר כל רמפה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוכנת ellipsometer, להפוך את מודל ellipsometry תלוי טמפרטורה דומה לזו שבסעיף 2. כל שלוש השכבות זהות, פרט לכך שהמצע משתנה למודל סי תלוי טמפרטורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשכבה למודל סי התלוי הטמפרטורה, להפעיל את &quot;Temp שימוש שלוחה ממוקרם, יומן&quot; פרמטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת שליטה ציוד מעבדה, יש לי תוכנת ellipsometer לקרוא את ערכי הטמפרטורה מבמת הטמפרטורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר ellipsometer כך שהאות מגיעה בעוצמה מקסימלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת &quot;תצורות חומרה ערוך&quot;, להגדיר את זמן רכישה המהיר ל1 שניות עם מיצוע אזור דיוק גבוה. קבע את זמן רכישה הרגיל עד 3 שניות עם מיצוע אזור דיוק גבוה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת הלשונית &quot;באתר&quot; בתוכנת ellipsometer לבדוק את &quot;מצב הרכישה מהירה זמן&quot; תיבה, ולחץ על &quot;התחל רכישה&quot;. לאחר מכן, התחלפרופיל הטמפרטורה. לפני הרמפה / דקת קירור 3 K, בטל את סימון תיבת זמן רכישה מהר. </li></ol> 4. קביעת ערכים של g T <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייצא את הטמפרטורה ופרופילי עובי לתוך תוכנת גרפים וניתוח העדיפה, ולהפריד את נתוני הטמפרטורה ועובי לכל שיעורי הקירור 9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להסביר את ההשפעה של מיצוע האזור במהלך רכישה על הטמפרטורה, לקחת כל ערך טמפרטורה, וממוצע זה עם ערך הטמפרטורה שקדמה לה, כך שT = (T i + T i-1) / 2, שבו אני T הוא ערך טמפרטורה בזמן נתון, וT i-1 היא הטמפרטורה של נקודת הזמן הקודמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עובי עלילה לעומת טמפרטורה לכל קצב קירור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע ליניארי בכושר על חלק ממשטר נוזלי סופר מקורר (משטר הטמפרטורה הגבוה עם מקדם ההתרחבות הגדול יותר). משטר זה יהיה כ 393 K מל -380 K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Perform ליניארי בכושר על חלק מהמשטר המזוגג של אותה סדרה של נתונים. יש משטר זה מקדם התפשטות נמוכה, ויהיה כ 293 K לק 340 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מצא את הנקודה של שתי שורות אלה הצומת. הטמפרטורה שבה שורות אלה מצטלבות היא טמפרטורת מעבר זכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האם זה במשך כל תשע הרמפות. </li></ol> 5. ניתוח Dynamics סרט הדק הממוצע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעלילת סרט עובי נתון יומן (קצב קירור (K / min)) לעומת 1 / T g (K -1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשווה את זה בעקיפין לכוון מדידות של דינמיקה בתפזורת ופני שטח על ידי היחס האמפירי: קצב קירור * τ α = 1000. 23,24 </li></ol>

<ol>
	<li>Keddie, J. L., Jones, R. A. L., Cory, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-Dependent+depression+of+the+glass+transition+temperature+in+polymer+films.">Size-Dependent depression of the glass transition temperature in polymer films.</a> Europhys. Lett. 27 (1), 59-64 (1994).</li><li>Forrest, J. A., Veress, K. D., Dutcher, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interface+and+chain+confinement+effects+on+the+glass+transition+temperature+of+thin+polymer+films.">Interface and chain confinement effects on the glass transition temperature of thin polymer films.</a> Phys. Rev.E. 56 (5), 5705-5716 (1997).</li><li>Forrest, J. A., Mattsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reductions+of+the+glass+transition+temperature+in+thin+polymer+films:+Probing+the+length+scale+of+cooperative+dynamics.">Reductions of the glass transition temperature in thin polymer films: Probing the length scale of cooperative dynamics.</a> Phys. Rev.E. 61 (1), R53-R56 (2000).</li><li>Sharp, J. S., Forrest, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+surfaces+cause+reductions+in+the+glass+transition+temperature+of+thin+polystyrene+films.">Free surfaces cause reductions in the glass transition temperature of thin polystyrene films.</a> PRL. 91 (23), 235701 (2003).</li><li>Ellison, C. J., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+distribution+of+glass-transition+temperatures+in+nanoscopically+confined+glass+formers.">The distribution of glass-transition temperatures in nanoscopically confined glass formers.</a> Nat. Mat. 2 (10), 695-700 (2003).</li><li>Priestley, R. D., Ellison, C. J., Broadbelt, L. J., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+relaxation+of+polymer+glasses+at+surfaces,+interfaces,+and+in+between.">Structural relaxation of polymer glasses at surfaces, interfaces, and in between.</a> Science. 309 (5733), 456-459 (2005).</li><li>Ellison, C. J., Kim, S. D., Hall, D. B., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confinement+and+processing+effects+on+glass+transition+temperature+and+physical+aging+in+ultrathin+polymer+films:+Novel+fluorescence+measurements.">Confinement and processing effects on glass transition temperature and physical aging in ultrathin polymer films: Novel fluorescence measurements.</a> Euro. Phys. J. E. 8 (2), 155-166 (2002).</li><li>Ellison, C. J., Mundra, M. K., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impacts+of+polystyrene+molecular+weight+and+modification+to+the+repeat+unit+structure+on+the+glass+Transition&#8722;Nanoconfinement+effect+and+the+cooperativity+length+scale.">Impacts of polystyrene molecular weight and modification to the repeat unit structure on the glass Transition&#8722;Nanoconfinement effect and the cooperativity length scale.</a> Macromolecules. 38 (5), 1767-1778 (2005).</li><li>Yang, Z., Fujii, Y., Lee, F. K., Lam, C. H., Tsui, O. K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass+transition+dynamics+and+surface+layer+mobility+in+unentangled+polystyrene+films.">Glass transition dynamics and surface layer mobility in unentangled polystyrene films.</a> Science. 328 (5986), 1676-1679 (2010).</li><li>Tsui, O. K. C., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chain+ends+and+chain+entanglement+on+the+glass+transition+temperature+of+polymer+thin+films.">Effects of chain ends and chain entanglement on the glass transition temperature of polymer thin films.</a> Macromolecules. 34 (26), 9139-9142 (2001).</li><li>Roth, C. B., Dutcher, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass+Transition+and+Chain+Mobility+in+thin+Polymer+Films.">Glass Transition and Chain Mobility in thin Polymer Films.</a> J. Electroanal. Chem. 584, 13-22 (2005).</li><li>Ediger, M. D., Forrest, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+near+Free+Surfaces+and+the+Glass+Transition+in+Thin+Polymer+Films:+A+View+to+the+Future.">Dynamics near Free Surfaces and the Glass Transition in Thin Polymer Films: A View to the Future.</a> Macromolecules. 47 (2), 471-478 (2014).</li><li>Serghei, A., Huth, H., Schick, C., Kremer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glassy+dynamics+in+thin+polymer+layers+having+a+free+upper+interface.">Glassy dynamics in thin polymer layers having a free upper interface.</a> Macromolecules. 41 (10), 3636-3639 (2008).</li><li>Huth, H., Minakov, A. A., Schick, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+AC-chip+calorimeter+for+glass+transition+measurements+in+ultrathin+films.">Differential AC-chip calorimeter for glass transition measurements in ultrathin films.</a> J. Polym. Sci. B. 44 (20), 2996-3005 (2006).</li><li>Tress, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glassy+dynamics+in+condensed+isolated+polymer+chains.">Glassy dynamics in condensed isolated polymer chains.</a> Science. 341 (6152), 1371-1374 (2013).</li><li>Boucher, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T+g+depression+and+invariant+segmental+dynamics+in+polystyrene+thin+films.">T g depression and invariant segmental dynamics in polystyrene thin films.</a> Soft Matter. 8 (19), 5119-5122 (2012).</li><li>Yu, M., Olson, E. A., Zhang, M., Zhang, Z., Allen, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass+transition+in+ultrathin+polymer+films:+Calorimetric+study.">Glass transition in ultrathin polymer films: Calorimetric study.</a> PRL. 91 (8), 085703 (2003).</li><li>Kremer, F., Tress, M., Mapesa, E. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glassy+dynamics+and+glass+transition+in+nanometric+layers+and+films:+A+silver+lining+on+the+horizon.">Glassy dynamics and glass transition in nanometric layers and films: A silver lining on the horizon.</a> J. Non-Crys. Solids. 407, 277-283 (2015).</li><li>Qi, D., Ilton, M., Forrest, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+surface+and+bulk+relaxation+in+glassy+polymers.">Measuring surface and bulk relaxation in glassy polymers.</a> Euro. Phys. J. E. 34 (6), 1-7 (2011).</li><li>Teichroeb, J. H., Forrest, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+nanoparticle+embedding+to+probe+viscoelasticity+of+polymer+surfaces.">Direct imaging of nanoparticle embedding to probe viscoelasticity of polymer surfaces.</a> PRL. 91 (1), 016104 (2003).</li><li>Fakhraai, Z., Forrest, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+surface+dynamics+of+glassy+polymers.">Measuring the surface dynamics of glassy polymers.</a> Science. 319 (5863), 600-604 (2008).</li><li>Paeng, K., Swallen, S. F., Ediger, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+measurement+of+molecular+motion+in+freestanding+polystyrene+thin+films.">Direct measurement of molecular motion in freestanding polystyrene thin films.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (22), 8444-8447 (2011).</li><li>Glor, E. C., Fakhraai, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facilitation+of+interfacial+dynamics+in+entagled+polymer+films.">Facilitation of interfacial dynamics in entagled polymer films.</a> JCP. 141 (9), 194505 (2014).</li><li>Fakhraai, Z., Forrest, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+slow+dynamics+in+supported+thin+polymer+films.">Probing slow dynamics in supported thin polymer films.</a> PRL. 95 (2), 025701 (2005).</li><li>Roth, C. B., McNerny, K. L., Jager, W. F., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eliminating+the+enhanced+mobility+at+the+free+surface+of+polystyrene:+fluorescence+studies+of+the+glass+transition+temperature+in+thin+bilayer+films+of+immiscible+polymers.">Eliminating the enhanced mobility at the free surface of polystyrene: fluorescence studies of the glass transition temperature in thin bilayer films of immiscible polymers.</a> Macromolecules. 40 (7), 2568-2574 (2007).</li><li>Priestley, R. D., Ellison, C. J., Broadbelt, L. J., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+relaxation+of+polymer+glasses+at+surfaces,+interfaces,+and+in+between.">Structural relaxation of polymer glasses at surfaces, interfaces, and in between.</a> Science. 309 (5733), 456-459 (2005).</li><li>Gao, S., Koh, Y. P., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calorimetric+Glass+Transition+of+Single+Polystyrene+Ultrathin+Films.">Calorimetric Glass Transition of Single Polystyrene Ultrathin Films.</a> Macromolecules. 46 (92), 562-570 (2013).</li><li>Tropin, T. V., Schulz, G., Schmelzer, J. W. P., Schick, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+capacity+measurements+and+modeling+of+polystyrene+glass+transition+in+a+wide+range+of+cooling+rates.">Heat capacity measurements and modeling of polystyrene glass transition in a wide range of cooling rates.</a> J. Non-Cryst. Solids. 409, 63-75 (2015).</li><li>Kim, S., Hewlett, S. A., Roth, C. B., Torkelson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confinement+effects+of+glass+transition+temperature,+transition+breadth,+and+expansivity:+Comparison+of+ellipsometry+and+fluorescence+measurements+on+polystyrene+films.">Confinement effects of glass transition temperature, transition breadth, and expansivity: Comparison of ellipsometry and fluorescence measurements on polystyrene films.</a> Eur. Phys. J.E. 30, 83-92 (2009).</li><li>Schawe, J. E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vitrification+in+a+wide+cooling+rate+range:+The+relations+between+cooling+rate,+relaxation+time,+transition+width+and+fragility.">Vitrification in a wide cooling rate range: The relations between cooling rate, relaxation time, transition width and fragility.</a> JCP. 141, 184905 (2014).</li><li>Donth, E., Korus, J., Hempel, E., Beiner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+DSC+heating+rate+and+HCS+frequency+at+the+glass+transition.">Comparison of DSC heating rate and HCS frequency at the glass transition.</a> Thermochimica Acta. 304-305, 239-249 (1997).</li><li>Zhang, C., Guo, Y., Priestley, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confined+glassy+properties+of+polymer+nanoparticles.">Confined glassy properties of polymer nanoparticles.</a> J. Polym. Sci. B. 51 (7), 574-586 (2013).</li><li>Koh, Y. P., Grassia, L., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Recovery+of+a+Single+Polystyrene+Thin+Film+Using+Nanocalorimetry+to+Extend+the+Aging+Time+and+Temperature+Range.">Structural Recovery of a Single Polystyrene Thin Film Using Nanocalorimetry to Extend the Aging Time and Temperature Range.</a> Thermochimica Acta. 603, 135-141 (2015).</li><li>Gao, S., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+limiting+fictive+temperature+over+five+decades+of+cooling+and+heating+rates.">Measurement of the limiting fictive temperature over five decades of cooling and heating rates.</a> Thermochimica Acta. 603, 123-127 (2015).</li></ol>

The Authors have no conflicts of interest to disclose.

מדידות ז T התלוי קירור-דרג נמצאות ניסויי אפיון תפוקה גבוהה שיכול לקבוע את g T, מקדם התפשטות של הזכוכית והנוזל מקורר הסופר, התלות בטמפרטורה של הדינמיקה הממוצעת, ואת השבריריות של חומר מזוגג מסוים ב ניסוי בודד. יתר על כן, בניגוד לקרינה, הטבעה, או ניסויי הרפיה nanohole, ניסויים גרם CR-T הם יחסית מהירים ופשוטים, כי הם לא לנצל fluorophores או טכניקות ניסוי מסובכות אחרות. בשל הרגישות של ellipsometry, בשיטה זו ניתן להשתמש בסרטים בעוביים דקים כמו כמה ננומטרים ועבים כמו כמה מיקרונים, כל עוד ההליך הראוי הוא נכון. זה מאפשר ניתוח מהיר ופשוט של שתי התלות בטמפרטורה ואת תלות עובי של הדינמיקה ושבירות הממוצעת. על מנת לבצע מדידות אלה בהצלחה, הere כמה שלבים קריטיים שבו טיפול נוסף יש לנקוט. זה הכרחי כי כושר ellipsometry להיות נכון. כפי שהוסבר קודם לכן, זה קריטי, כי התלות בטמפרטורה של התכונות אופטיות של מצע Si להילקח בחשבון. אם לא אעשה זאת עלולה להוביל לערכים לא נכונים של g T וערכים שגויים של מקדם ההתרחבות. כמו כן, חשוב להדק את הסרט היטב לגוף החימום. זה עוזר להבטיח מגע תרמי טוב, שהוא הכרחי להגדרת ערכים מדויק g T בקצב מהיר. לבסוף, בעת הקצאת ערכים של g T, נבחר נוזל הקירור ומשטרים מזוגג אינו אמור לכלול את מעבר הזכוכית עצמו. מעבר הזכוכית מוגדר כחלק ממעבר שבו שיפוע העובי לעומת נתוני טמפרטורה משתנה בין נוזל הקירור ומשטרים מזוגג. כולל שינוי זה במדרון באו בכושר יניארי היה מלאכותי לשנות את ערך המחשבון של g T.כדי להסיר את הסובייקטיביות מתהליך הבחירה, לבחור משטרים נוזליים ומזוגגים סופר מקורר אשר מייצרים מקדמי התפשטות שמסכימים עם ערכים מדווחים. יתרון נוסף של פרוטוקול זה הוא שזה יכול להיות מתוקן כדי לאפשר הניתוח של כל זכוכית לשעבר. ההיבט היחיד של פרוטוקול זה שהיית צריך להיות שונה כדי לבדוק את הדינמיקה של זכוכית שונה לשעבר הוא פרופיל הטמפרטורה. כל עוד גרם T התפזורת של הזכוכית לשעבר ידוע, ניתן לשנות טמפרטורות המקסימום והמינימום כדי להבטיח שהסרט עובר מעבר זכוכית, אלא גם לא לבזות. הטמפרטורה המרבית צריכה להיות כ g T + 20 K, וטמפרטורת המינימום צריכה להיות לפחות T g - 40 ק &#39;כמו כן, יכולים להיות מגוונים שיעורי הקירור בחרו לחקור סולמות זמן אחרים בעלי עניין לסוג מסוים של סרט פולימר. למרות יתרונותיה, יש מגבלות לטכניקה זו.בגלל טכניקה זו בעקיפין בוחנת זמן הרפיה ממוצע בקצב הקירור של הניסוי, זמן המאזניים שיטה זו בדיקות מוגבלות לשיעור המרבי זמין הקירור בשיטה של ​​בקרת טמפרטורה. להליך ellipsometry שהוצג כאן, השיעור המהיר ביותר זמין הקירור הוא 150 K / min, המתייחס לזמן הרפיה של τ = 6.66 שניות. בעוד היקף זמן זה הוא איטי מספיק כדי להיות רלוונטי למעבר הזכוכית, זה הרבה יותר איטי שזמן המאזניים רלוונטי לצמיגות של הפולימר נמס. זמן כה קשקשים נקבעים בדרך כלל באמצעות rheology או ספקטרוסקופיה דיאלקטרי, אבל מדידות גרם CR-T יכולות לחקור סולמות זמן אלה אם קצב הקירור הוא מהיר מספיק. זה בקלות יכול להיות מושגים באמצעות nanocalorimetry או הבזק DSC. 33,34 בגלל אופי התפוקה גבוהה של טכניקה זו, שהיא מאפשרת לסוגים רבים ושונים של חומרים להיבדק. בעוד דוח זה התמקד בCR-T gניסויים של סרטי קלקר, אותה שיטה זו יכולה בקלות להיות מיושמים על מגוון רחב של חומרים מזוגגות מפולימרי שרשרת ארוכים למולקולות אורגניות קטנות המשמשות בטכנולוגיות אלקטרוניות אורגניות. כל עוד את השלמות של הסרט מחזיקה באמצעות הניסוי, ניתן לקבוע התלות בטמפרטורה ואת תלות עובי של דינמיקה ושבירות ממוצעת.

עבודת הזרע של הקאדי ג&#39;ונס וקורי 1 הראתה כי טמפרטורת מעבר זכוכית (ז T) של סרטי קלקר דקים יורדת ביחס לערך התפזורת בעוביים נמוכים מ -60 ננומטר. מאז, מחקרי ניסויים רבים 2-11 תמכו בהשערה כי הירידה שנצפתה בז T נגרמת על ידי שכבה של ניידות משופרת קרובה לפני השטח החופשי של הסרטים האלה. עם זאת, ניסויים אלה הם אמצעים עקיפים של זמן הרפיה יחיד, ובכך יש ויכוח 12 18 התמקד בקשר ישיר בין דינמיקת סרט דק הממוצעת ואת הדינמיקה בממשק האוויר / פולימר. כדי לענות על דיון זה, מחקרים רבים ישירות נמדדו הדינמיקה של פני השטח חופשיים (משטח τ). הטבעת ננו-חלקיקים, 19,20 הרפיה nanohole, 21 וקרינת 22 מחקרים מראים כי h ממשק האוויר / הפולימרהזמנות דינמיקה של גודל יותר מהר מאשר זמן אלפא תפזורת ההרפיה (τ α) עם תלות בטמפרטורה הרבה יותר חלשה מזה של α τ. בגלל התלות בטמפרטורה החלשה שלה, את פני השטח τ של הסרטים האלה, 19-22 ומשופר דינמיקה של סרטי קלקר דקים, 23,24 מצטלב ההרפיה אלפא התפזורת (τ α) ב* T נקודה אחת, שנמצא כמה מעלות מעל g T, ובα τ של ≈ 1 שניות. הנוכחות של T * יכולה להסביר מדוע ניסויים שבדיקת פעמים הרפיה מהר יותר מאשר * לא רואים שום תלות עובי על g T של סרטי פוליסטירן דקים במיוחד. 13-18 לבסוף, בעוד מדידות ישירות של מופע השכבה הנייד המשופר שיש לו עובי של 4-8 ננומטר, 20-22 יש ראיות לכך שאורך ההתפשטות של הדינמיקה בממשק האוויר / פולימר הוא הרבה יותר גדול מהעובי של Laye המשטח הניידr. 5,25,26 דו&quot;ח זה נועד לתאר באופן מלא לשימוש בפרוטוקול ellipsometry לקירור גרם T תלוי ניסויי שיעור (ז CR-T). ז CR-T כבר השתמש בעבר כדי לתאר את הדינמיקה הממוצעת של סרטים דקים של קלקר. 23,24,27,28 יתר על כן, טכניקה זו הייתה בשימוש לאחרונה כדי להראות קשר ישיר בין הדינמיקה הממוצעת בסרטי קלקר דקים במיוחד , ואת הדינמיקה בשטח ללא תשלום. 23 היתרון של מדידות גרם CR-T על פני סוגים אחרים של מדידות כגון הקרינה, הטבעת ננו-חלקיקים, הרפיה nanohole, nanocalorimetry, ספקטרוסקופיה דיאלקטרי, ופיזור אור רילואן, מחקרים הוא שהם מהירים יחסית וניסויים פשוטים שלא לנצל fluorophores או טכניקות ניסוי מסובכות אחרות. התקדמות שחלה באחרונה בellipsometry ספקטרוסקופיות לאפשר בטכניקה זו כדי לשמש כדי לקבוע propert האופטי ביעילותies של סרטים דקים במיוחד של פולימרים וסוגים אחרים של חומרים היברידיים עם דיוק יוצא דופן. ככזה, טכניקה זו בוחנת את הדינמיקה הממוצעת של סרטים דקים טכנולוגית החלים במשטרי טמפרטורה והזמן רלוונטיים למעבר הזכוכית (ז T ≤ T, τ α ≥ 100 שניות). יתר על כן, טכניקה זו תספק מידע על מקדמי ההתפשטות של מזוגג וארוחת ערב מקוררת נוזל מדינות, כמו גם את השבריריות של המערכת, אשר לאחר מכן ניתן להשוות עם הנתונים לסרטים בתפזורת. לבסוף, ניסויים גרם CR- אי-T יכולים לשמש לכל מערכת מזוגגת כל עוד השלמות של הסרט נשארה לאורך כל הניסוי.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="918">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Toluene</td>
			<td style="width:111px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">179418-1L</td>
			<td style="width:472px;">This can be purchased from any chemical company.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Atactic Polystyrene</td>
			<td style="width:111px;">Polymer Source Inc.</td>
			<td style="width:119px;">P-4092-S</td>
			<td>This can be purchased from any chemical company.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">THMS 600 temperature stage</td>
			<td style="width:111px;">Linkam</td>
			<td style="width:119px;">THMS 600</td>
			<td>any temperature stage that can be fit to an ellipsometer could be used.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">M2000V Spectroscopic Ellipsometer</td>
			<td style="width:111px;">J.A. Woollam</td>
			<td style="width:119px;">M200V</td>
			<td>This procedure should be applicable for any spectroscopic ellipsometer.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Spin Coater</td>
			<td style="width:111px;">Laurell Technologies</td>
			<td style="width:119px;">WS-650-23B</td>
			<td>This Procedure is possible with any spin coater</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sample vials</td>
			<td style="width:111px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">02-912-379</td>
			<td>Any sample vials will do</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Silicon wafers</td>
			<td style="width:111px;">Virginia semi conductors</td>
			<td style="width:119px;">325S1410694D</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cooling rate dependent ellipsometry measurements to determine the dynamics of thin glassy films

דו&quot;ח זה נועד לתאר את הטכניקה הניסיונית של שימוש ellipsometry לקירור גרם T תלוי ניסויי שיעור (ז CR-T) באופן מלא. מדידות אלה הן ניסויי אפיון תפוקה גבוהה פשוט, אשר יכול לקבוע את טמפרטורת מעבר הזכוכית (T ז), דינמיקה ממוצעת, שבריריות ומקדמות התפשטות של המדינות נוזלי ומזוגגות מקורר הסופר עבור מגוון רחב של חומרים מזוגג. טכניקה זו מאפשרת לפרמטרים אלה שנמדדו בניסוי בודד, ואילו שיטות אחרות חייבים לשלב מגוון של טכניקות שונות כדי לחקור את כל המאפיינים האלה. מדידות של דינמיקה לסגור לז T הם מאתגרים במיוחד. היתרון של קירור מדידות ז T התלוי שיעור על פני שיטות אחרות אשר ישירות לחקור דינמיקה בתפזורת והרפיה פני השטח הוא שהם ניסויים יחסית מהירים ופשוטים, שאינו מנצלים fluorophores או לשעבר מסובכים אחריםטכניקות perimental. יתר על כן, טכניקה זו בוחנת את הדינמיקה הממוצעת של סרטים רלוונטיים טכנולוגי דקים בטמפרטורה והרפיה זמן (τ α) משטרים רלוונטיים למעבר הזכוכית (α&gt; 100 שניות τ). ההגבלה לשימוש ellipsometry לקירור ניסויים גרם T תלוי שיעור היא שזה לא יכול לחקור פעמים הרפיה רלוונטית למדידות של צמיגות (&lt;&lt; 1 שניות τ α). טכניקות קצב קירור אחרות T התלוי מדידת g, לעומת זאת, יכולות להאריך את השיטה גרם CR-T לזמני רגיעה מהירים יותר. יתר על כן, טכניקה זו יכולה לשמש לכל מערכת מזוגגת כל עוד השלמות של הסרט נשארה לאורך כל הניסוי.

התאמת גלם Ellipsometry נתונים סרטי פוליסטירן הם שקופים בטווח אורכי הגל של ellipsometer (500-1,600 ננומטר). כך מודל קושי הוא מודל טוב לתיאור מדד השבירה של סרטי קלקר. איור 1 א מציג דוגמא של Ψ (λ) וΔ (λ) לסרט עבה (274 ננומטר) של קלקר, וכתוצאה מכך לנכון מודל קושי <img alt="משוואת 1" src="/files/ftp_upload/53499/53499eq1.jpg" /> . לסרטים עבים יותר 10 ננומטר, שני הפרמטרים A ו- B של משוואת קושי צריך להיות בכושר למודל התלות באורך הגל של האינדקס שבירה בצורה מדויקת. מודל קושי הוא רק פיזי, כאשר n הוא פונקציה יורדת של אורך גל, λ. איור 1 מציג דוגמא של מדד פיזי ניכרה כעל ידי הערך תמיד הפוחת של n ו- &lt;em&gt; k = 0. לסרטים דקים יותר מ -10 ננומטר, אומר את אורך הדרך הקצר של אור הפרמטר היחיד במשוואת קושי צריך להיות בכושר. בסרטים דקים מאוד אלה, שיש ב &#39;כפרמטר בכושר פתוח יכול לנהוג בכושר ellipsometry למדד unphysical, גם אם &quot;בכושר&quot; של Ψ (λ) וΔ (λ) יש בממוצע קטן בריבוע שגיאה (MSE). כגון דוגמא ניתן לראות באיור 2. עבור חלק מחומרים ייתכן שיהיה צורך להתאים מבחינת סדר גבוה יותר במודל קושי או להשתמש במודל אופטי מתוחכם יותר על מנת להתאים במדויק תכונות אופטיות. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53499/53499fig1.jpg" /> איור 1. הפיזי Ellipsometry Fit. (א) דוגמא של Ψ (λ) (קו אדום מוצק) וΔ (λ) (קו ירוק מוצק) של סרט 110 ננומטר של קלקר, וכתוצאה מכך בכושר (קו מקווקו שחור). (ב </strאונג&gt;) דוגמא של n הפיזי המדד (הקו אדום) ו- k (קו כחול) המיוצר על ידי בכושר בא חלק <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53499/53499fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53499/53499fig2.jpg" /> איור 2. Unphysical Ellipsometry Fit. (א) דוגמא של Ψ (λ) (קו אדום מוצק) וΔ (λ) (קו ירוק מוצק) של סרט 8 ננומטר של קלקר, וכתוצאה מכך בכושר (קו מקווקו שחור). (ב) דוגמא של n unphysical המדד (הקו אדום) ו- k (קו כחול) המיוצר על ידי בכושר בא חלק <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53499/53499fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> קצב קירור הולם T התלוי </strong&gt; ניסויים גרם כאשר הולמים את העובי של סרט ברחבי פרופיל הטמפרטורה, חשוב לזכור שני סרט הקלקר ומצע רקיק Si ירחיב, והתכונות אופטיות שלהם ישתנה עם טמפרטורה. לפיכך, על מנת לחשב מקדמי התפשטות מדויקים, המדד של מצע Si חייב להיות בכושר עם מודל תלוי טמפרטורה כדי להסביר שינויים בתכונות אופטיות של Si. דרך קלה לבדוק אם מצע Si הוא מודל נכון הוא לראות אם MSE של הכושר משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה. איור 3 א מציג דוגמא של עובי, טמפרטורה, ופרופיל MSE שלדגמי התלות בטמפרטורה של כושר מדד של Si כראוי, ואילו איור 3 מציג את אותו פרופילים כאשר בכושר שלא כראוי בחשבון את השינויים בתכונות אופטיות של Siמצע. שים לב שערכי MSE באיור 3 להשתנות במידה רבה עם טמפרטורה. ירידת MSE באיור 3 א בשל מעבר מזמן רכישת שניות 1 עד 3 שניות. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53499/53499fig3.jpg" /> פרופילי איור 3. קירור גרם T דרג. (א) דוגמא של טמפרטורה אופיינית, עובי, ופרופיל MSE לניסוי גרם CR-T יחיד בסרט קלקר 110 ננומטר כאשר כראוי והיוו המדד תלוי הטמפרטורה של מצע Si . (ב) דוגמא של טמפרטורה אופיינית, עובי, ופרופיל MSE לניסוי גרם CR-T יחיד באותו הסרט, כאשר באופן שגוי והיוו המדד תלוי הטמפרטורה של מצע Si. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53499/53499fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה</a>גרסה גדולה יותר של דמות זו. הקצאת g T ז T ניתן לחשב עובי לעומת עלילת טמפרטורה לרמפת קירור נתון. איור 4 מראה דוגמא של עקומה כזו. ז T מוגדר כטמפרטורה שבה נוזל בקירור נופל משיווי המשקל בקירור. בניסויים אלה ellipsometry, ז T מוגדר כטמפרטורה שבה ליניארי מתאים לנוזל הקירור ומשטרים מזוגג מצטלבים. איור 4 מדגיש משטרים אלה כאדום וכחול, בהתאמה. יש לבחור משטרים אלה, כך שהמקדמים ההתפשטות מחושבים מסכימים עם מדידות בתפזורת קודמות, אם זמין. שיטה זו תבטל את הסובייקטיביות מתהליך הבחירה, מה שעלול להוביל למקדמים התפשטות גבוהה באופן מלאכותי או נמוך<html> ים, ולכן צעדים פחות מדויקים של g T. בנוסף, מקדמי ההתפשטות צריכים להיות בלתי תלויים בעובי סרט וקצב קירור, אשר יכול לספק הדרכה במקרים בהם ערכי תפזורת של מקדם התרחבות אינם זמינים. ניתן לחשב מקדמי ההתפשטות על ידי חלוקת המדרונות של שני משטרים בעובי הסרט. באמצעות שיטה זו לקביעת g T, T גרם לסרט 110 ננומטר קלקר נמדד להיות 372 ± 2 K ב 10 K / min, ומקדמי ההתפשטות של הנוזל מקורר ארוחת הערב והזכוכית הם 5.7 x 10 -4 x ± 3 10 -5 K -1 ו -1.5 x 10 -4 ± 3 x 10 -5 K -1, בהתאמה, אשר מסכים גם עם ערכים שנקבעו בעבר. 29 טעויות בערכים של g T, ומקדמי ההתפשטות הם תוצאה של שינויים סבירים באזורים שנבחרו למשטרים מקוררים סופר ומזוגגים. <html> לשמור-together.within עמודים = &quot;1&quot;&gt;: <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53499/53499fig4.jpg" /> איור 4. הקצאת g T. עלילה טיפוסית של עובי לעומת טמפרטורה לסרט 110 ננומטר של 342 קילוגרם / PS mol בקצב קירור של 10 K / דקה. החלקים המוצלים של העקומה מייצגים את הנוזל מקורר סופר (אדום) ומשטרים מזוגגות (כחול) שנבחרו למטרות של הקצאת g T. ז T מוגדר כטמפרטורה שבה שני התקפי יניארי מצטלבים. באמצעות שיטה זו, גרם T לסרט 110 ננומטר קלקר נמדד להיות 372 ± 2 K ב1 K / דקה ומקדמי ההתפשטות של הנוזל מקורר ארוחת הערב וזכוכית הם 5.7 x 10 -4 ± 3 x 10 - 5 K -1 ו -1.5 x 10 -4 ± 3 x 10 -5 K -1, בהתאמה. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53499/53499fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> ve_content &quot;FO: לשמור-together.within עמודים =&quot; &quot;&gt; Dynamics הסרט הממוצע ניתוח 1 יכולים להיות קשורים נתונים g T התלוי קצב קירור לזמן הרפיה הממוצע בז T דרך היחס האמפירי שבקצב קירור של 10 K / min, המערכת נופלת משיווי המשקל כאשר זמן ההרפיה הממוצע שווה ל -100 שניות, כלומר, קצב קירור x τ α ≈ 1000. 24 החלת היחס הזה לנתונים באיור 5 א &#39;, עלילה של יומן (קצב קירור) לעומת 1 / T g (איור 5) ניתן להשתמש כדי להעריך עד כמה מדויק ביחס זה ל קלקר, וכמה טוב השיטה גרם CR-T מתארת ​​דינמיקה בתפזורת לסרט עבה. נתונים האדומים באיור 5 הם הדינמיקה בתפזורת של קלקר, כפי שנקבעו באמצעות ספקטרוסקופיה דיאלקטרי. 16 בעוד x α ≈ 1,000 rel קצב קירור τני הוא אך ורק אמפירי, ועשוי להשתנות בהתאם מעט בטכניקה הניסויית המשמשת לקביעת דינמיקה בתפזורת, או הזכוכית הספציפית לשעבר נבדק, 30,31 איור 5 מראה כי נתוני g T התלוי קצב קירור לסרט 110 ננומטר קלקר מסכימים גם עם נתונים אלה. נתון זה גם מראה שגרם CR-T יכול לשמש כדי להרחיב את הטווח הדינמי של המדידות בטמפרטורה נמוכה, אשר בדרך כלל אינו נגישים על ידי מדידות הרפיה דיאלקטרי. יתר על כן, במדרון של ליניארי התאמה של נתוני ז 1 / T לעומת יומן (CR) קשור לאנרגיית ההפעלה של מעבר הזכוכית. אנרגית שפעול זה מתייחס לשבריריות (מ &#39;) של הסרט המזוגג בז T על ידי ביחס; <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/53499/53499eq2.jpg" /> הקדנציה השנייה היא היחיד שאני נכוןF כושר ארניוס לנתונים משמש כקירוב. באמצעות שיטה זו, את השבריריות לסרט PS 110 ננומטר נמדדות להיות 162 ± 21. ערך זה הוא בהסכם טוב עם ערכים דיווחו לקלקר בתפזורת בספרות (150) ממדידות הסריקה calorimetry דינמיות. 32 <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53499/53499fig5.jpg" /> איור 5. ניתוח הממוצע Dynamics הסרטים באמצעות ניסויים גרם CR-T. (א) מגרש של לעומת g T קצב קירור לסרט 110 ננומטר של קלקר. מגרש (B) של יומן (קצב קירור) לעומת 1000 גרם / T עבור אותו סרט (עיגולים שחורים). עם היחס (קצב הקירור) x τ = 1000, התוצאות של ניסוי גרם CR-T על 110 PS ננומטר הם זממו לצד אמצעים ישירים של דינמיקה בתפזורת של PS, באמצעות ההרפיה דיאלקטרי 16 עם no הסטה נוספת גורמים (אדום ריבועים פתוחים). הקו המקווקו האדום הוא משוואת Volgel Fulcher טמן <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/53499/53499eq3.jpg" /> תתאים לנתונים ההרפיה דיאלקטרי מהתייחסות 16. תוצאת פרמטרים בכושרם τ 0 = 10 12, B = 13,300 K, וT 0 = 332 ק הערך של T * מאסמכתא 23 הוא להתוות כאן ככוכב כחול. מהעלילה, את השבריריות נמדדות להיות 162 ± 21. ערך זה הוא בהסכם טוב עם ערכים שדווחו בעבר בספרות (150). 32 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53499/53499fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films at JoVE.com

Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לקירור ניסויי שיעור תלויים ellipsometry, אשר יכול לקבוע את טמפרטורת מעבר זכוכית (ז T), דינמיקה ממוצעת, שבריריות ומקדמות התפשטות של הנוזל מקורר הסופר וזכוכית עבור מגוון רחב של חומרים מזוגג.

קירור מדידות Ellipsometry תלויות דרג לקבוע את הדינמיקה של Thin Films המזוגג

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements ...

cooling-rate-dependent-ellipsometry-measurements-to-determine

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.1K Views.  University of Pennsylvania.  כאן, אנו מציגים פרוטוקול לקירור ניסויי שיעור תלויים ellipsometry, אשר יכול לקבוע את טמפרטורת מעבר זכוכית (ז T), דינמיקה ממוצעת, שבריריות ומקדמות התפשטות של הנוזל מקורר הסופר וזכוכית עבור מגוון רחב של חומרים מזוגג. 

Video: Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films

Thin-layer Chromatographic (TLC) Separations and Bioassays of Plant Extracts to Identify Antimicrobial Compounds

A common screen for plant antimicrobial compounds consists of separating plant extracts by paper or thin-layer chromatography (PC or TLC), exposing the chromatograms to microbial suspensions (e.g. fungi or bacteria in broth or agar), allowing time for the microbes to grow in a humid environment, and visualizing zones with no microbial growth.&#160;The effectiveness of this screening method, known as bioautography, depends on both the quality of the chromatographic separation and the care taken with microbial culture conditions.&#160;This paper describes standard protocols for TLC and contact bioautography&#160;with a novel application to amino acid-fermenting bacteria. The extract is separated on flexible (aluminum-backed) silica TLC plates, and bands are visualized under ultraviolet (UV) light.&#160;Zones are cut out and incubated face down onto agar inoculated with the test microorganism.&#160;Inhibitory bands are visualized by staining the agar plates with tetrazolium red.&#160;The method is applied to the separation of red clover (Trifolium pratense cv. Kenland) phenolic compounds and their screening for activity against Clostridium sticklandii, a hyper ammonia-producing bacterium (HAB) that is native to the bovine rumen.&#160;The TLC methods apply to many types of plant extracts&#160;and other bacterial species (aerobic or anaerobic), as well as fungi, can be used as test organisms if culture conditions are modified to fit the growth requirements of the species.

Thin-layer Chromatographic TLC Separations and Bioassays of Plant Extracts to Identify Antimicrobial Compounds

Methods are described for thin-layer chromatographic (TLC) separation of plant extracts and contact bioautography to identify antibacterial metabolites. The methods are applied to the screening of red clover phenolic compounds inhibiting hyper&#160;ammonia-producing bacteria (HAB) native to the bovine rumen.

בשכבה דקה כרומטוגרפי (TLC) הפרדות וbioassays של תמציות צמחים כדי לזהות תרכובות Antimicrobial

A common screen for plant antimicrobial compounds consists of separating plant extracts by paper or thin-layer chromatography (PC or TLC), exposing the ...

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

תבניות מוגדרות אטומי לEpitaxial צמיחה של תחמוצת המורכבת Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

High Precision Zinc Isotopic Measurements Applied to Mouse Organs

We present a procedure to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs. Zinc is composed of 5 stable isotopes (64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn and 70Zn) which are naturally fractionated between mouse organs. We first show how to dissolve the different organs in order to free the Zn atoms; this step is realized by a mixture of HNO3 and H2O2. We then purify the zinc atoms from all the other elements, in particular from isobaric interferences (e.g., Ni), by anion-exchange chromatography in a dilute HBr/HNO3 medium. These first two steps are performed in a clean laboratory using high purity chemicals. Finally, the isotope ratios are measured by using a multi-collector inductively-coupled-plasma mass-spectrometer, in low resolution. The samples are injected using a spray chamber and the isotopic fractionation induced by the mass-spectrometer is corrected by comparing the ratio of the samples to the ratio of a standard (standard bracketing technique).&#160;This full typical&#160;procedure produces an isotope ratio with a 50 ppm (2 s.d.) reproducibility.

We present the technique to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs.

מדידות דיוק אבץ איזוטופי גבוהות יישומים לאיברי עכבר

We present a procedure to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs. Zinc is composed of 5 stable isotopes (64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

המצאה של שטח גדול שעמדה חופשית Ultrathin פולימריים סרטים

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Unraveling Entropic Rate Acceleration Induced by Solvent Dynamics in Membrane Enzymes

Enzyme catalysis evolved in an aqueous environment. The influence of solvent dynamics on catalysis is, however, currently poorly understood and usually neglected. The study of water dynamics in enzymes and the associated thermodynamical consequences is highly complex and has involved computer simulations, nuclear magnetic resonance (NMR) experiments, and calorimetry. Water tunnels that connect the active site with the surrounding solvent are key to solvent displacement and dynamics. The protocol herein allows for the engineering of these motifs for water transport, which affects specificity, activity and thermodynamics. By providing a biophysical framework founded on theory and experiments, the method presented herein can be used by researchers without previous expertise in computer modeling or biophysical chemistry. The method will advance our understanding of enzyme catalysis on the molecular level by measuring the enthalpic and entropic changes associated with catalysis by enzyme variants with obstructed water tunnels. The protocol can be used for the study of membrane-bound enzymes and other complex systems. This will enhance our understanding of the importance of solvent reorganization in catalysis as well as provide new catalytic strategies in protein design and engineering.

Channels for the transportation of water molecules in enzymes influence active site solvation and catalysis. Herein we present a protocol for the engineering of these additional catalytic motifs based on in silico computer modeling and experiments. This will enhance our understanding of the influence of solvent dynamics on enzyme catalysis.

האצת entropic דרג להתיר מושרה על ידי Dynamics מרכך בממברנה אנזימים

Enzyme catalysis evolved in an aqueous environment. The influence of solvent dynamics on catalysis is, however, currently poorly understood and usually ...

Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Instrumentation for Real-time Enzymatic Reaction Rate Measurements by NMR

The main limitation of NMR-based investigations is low sensitivity. This prompts for long acquisition times, thus preventing real-time NMR measurements of metabolic transformations. Hyperpolarization via dissolution DNP circumvents part of the sensitivity issues thanks to the large out-of-equilibrium nuclear magnetization stemming from the electron-to-nucleus spin polarization transfer. The high NMR signal obtained can be used to monitor chemical reactions in real time. The downside of hyperpolarized NMR resides in the limited time window available for signal acquisition, which is usually on the order of the nuclear spin longitudinal relaxation time constant, T1, or, in favorable cases, on the order of the relaxation time constant associated with the singlet-state of coupled nuclei, TLLS. Cellular uptake of endogenous molecules and metabolic rates can provide essential information on tumor development and drug response. Numerous previous hyperpolarized NMR studies have demonstrated the relevancy of pyruvate as a metabolic substrate for monitoring enzymatic activity in vivo. This work provides a detailed description of the experimental setup and methods required for the study of enzymatic reactions, in particular the pyruvate-to-lactate conversion rate in presence of lactate dehydrogenase (LDH), by hyperpolarized NMR.

The sensitivity enhancement provided by dissolution dynamic nuclear polarization (DNP) enables following metabolic processes in real time by NMR and MRI. The characteristics and performances of a dedicated dissolution DNP setup designed for study enzymatic reactions are discussed.

פירוק דינמי גרעיני קיטוב Instrumentation מדידות קצב התגובה האנזימטית בזמן אמת על ידי התמ&quot;ג

The main limitation of NMR-based investigations is low sensitivity. This prompts for long acquisition times, thus preventing real-time NMR measurements of ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. Compared to other analytical separation techniques, such as chromatography, CE is cheap, robust and effectively requires no sample preparation (for a number of complex natural matrices or polymeric samples). CE is fast and can be used to follow the evolution of mixtures in real time (e.g., chemical reaction kinetics), as the signals observed for the separated compounds are directly proportional to their quantity in solution.
Here, the efficiency of CE is demonstrated for monitoring the covalent grafting of peptides onto chitosan films for subsequent biomedical applications. Chitosan&#39;s antimicrobial and biocompatible properties make it an attractive material for biomedical applications such as cell growth substrates. Covalently grafting the peptide RGDS (arginine - glycine - aspartic acid - serine) onto the surface of chitosan films aims at improving cell attachment. Historically, chromatography and amino acid analysis have been used to provide a direct measurement of the amount of grafted peptide. However, the fast separation and absence of sample preparation provided by CE enables equally accurate yet real-time monitoring of the peptide grafting process. CE is able to separate and quantify the different components of the reaction mixture: the (non-grafted) peptide and the chemical coupling agents. In this way the use of CE results in improved films for downstream applications.
The chitosan films were characterized through solid-state NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. This technique is more time-consuming and cannot be applied in real time, but yields a direct measurement of the peptide and thus validates the CE technique.

Free solution capillary electrophoresis is a fast, cheap and robust analytical method that enables the quantitative monitoring of chemical reactions in real time. Its utility for rapid, convenient and precise analysis is demonstrated here through analysis of covalent peptide grafting onto chitosan films for improved cell adhesion.

אלקטרופורזה הנימים לפקח פפטיד האריך על Chitosan סרטים בזמן אמת

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). In the case of fast reversible electrochemical processes, current is predominantly affected by the rate of diffusion, which is the slowest and limiting stage. EIS is a powerful technique that allows separate analysis of stages of charge transfer that have different AC frequency response. The capability of the method was used to extract the value of charge transfer resistance, which characterizes the rate of charge exchange on the electrode-solution interface. The application of this technique is broad, from biochemistry up to organic electronics. In this work, we are presenting the method of analysis of organic compounds for optoelectronic applications.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of species that undergo reversible oxidation or reduction in solution was used for determination of rate constants of oxidation or reduction.

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. Conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), and a semiconducting polymer, poly(thieno[3,2-b]thiophene) (PTT), were deposited on unconventional highly-disordered and textured substrates with high surface areas, such as paper, towels and fabrics. This reported deposition chamber is an improvement of previous vapor reactors because our system can accommodate both volatile and nonvolatile monomers, such as 3,4-propylenedioxythiophene and thieno[3,2-b]thiophene. Utilization of both solid and liquid oxidants are also demonstrated. One limitation of this method is that it lacks sophisticated in situ thickness monitors. Polymer coatings made by the commonly used solution-based coating methods, such as spin-coating and surface grafting, are often not uniform or susceptible to mechanical degradation. This reported vapor phase deposition method overcomes those drawbacks and is a strong alternative to common solution-based coating methods. Notably, polymer films coated by the reported method are uniform and conformal on rough surfaces, even at a micrometer scale. This feature allows for future application of vapor deposited polymers in electronics devices on flexible and highly textured substrates.

This paper presents a protocol for reactive vapor deposition of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), and poly(thieno[3,2-b]thiophene) films on glass slides and rough substrates, such as textiles and paper.

בתצהיר אדים תגובתי של סרט פולימרי מצומדת על מצעים שרירותי

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. However, poor surface morphologies and relatively high bandgap energies have limited their potential. Silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) is a promising semiconductor for optoelectronic devices. Therefore, we demonstrate the fabrication of Ag-Bi-I ternary thin films using material solution processing. The resulting thin films exhibit controlled surface morphologies and optical bandgaps according to their thermal annealing temperatures. In addition, it has been reported that Ag-Bi-I ternary systems crystallize to AgBi2I7, Ag2BiI5, etc. according to the ratio of the precursor chemicals. The solution-processed AgBi2I7 thin films exhibit a cubic-phase crystal structure, dense, pinhole-free surface morphologies with grains ranging in size from 200 to 800 nm, and an indirect bandgap of 1.87 eV. The resultant AgBi2I7 thin films show good air stability and energy band diagrams, as well as surface morphologies and optical bandgaps suitable for lead-free and air-stable single-junction solar cells. Very recently, a solar cell with 4.3% power conversion efficiency was obtained by optimizing the Ag-Bi-I crystal compositions and solar cell device architectures.

Herein, we present detailed protocols for solution-processed silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) ternary semiconductor thin films fabricated on TiO2-coated transparent electrodes and their potential application as air-stable and lead-free optoelectronic devices.

הפתרון-מעובד "סילבר-ביסמוט-יוד" Ternary סרטים רזה עבור בולמי נטול עופרת פוטו

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. ...