P3HT-Fullerene Blends: a Classical Molecular Dynamics Simulation
近年来，聚合物和C $_{60}$衍生分子的共混物在有机光致发光中的应用备受关注，形成所谓的本体异质结活性层。异质结的特征是决定性的，与形态和相分离具有明显的相关性。为了更好地了解系统的形态，我们提出了一个经典的分子动力学（CMD）模拟聚合物/富勒烯（P3 HT/C $_{60}$）共混物，来自不同的起点，使用专门设计的Nanomol力场的基础上的通用力场。我们使用具有30个己基噻吩单元的不太短的区域规则聚合物（$\sim$ 5 kg $\cdot$ mol $^{-1}$分子量），并采用聚合物：分子共混物的$\sim$ 1：1质量比例，我们在室温和常压条件下模拟了$\sim$ 40千个原子的电池。我们发现，独立的C $_{60}$分子相对于P3 HT链的起始点空间分布，隔离或各向同性，富勒烯分子表现出一种倾向，隔离，相分离是占主导地位的制度。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Rotational dynamics and polymerization of C$_{60}$ in C$_{60}$-cubane crystals: A molecular dynamics study
我们报道了经典和紧束缚分子动力学模拟的C $_{60}$富勒烯和立方烷分子晶体，以研究分子间动力学和聚合过程。我们的研究结果表明，在200 K和400 K，立方烷分子基本上保持固定，只呈现热振动，而C $_{60}$富勒烯显示旋转运动。富勒烯在短时间（$\lesssim$ 1 ps）进行“自由”旋转运动，在中间时间进行小幅度受阻旋转运动（振动），并且在长时间（$\gtrsim$ 10 ps）进行旋转扩散动力学。这些动态的机制。当温度升高时，观察到立方烷和富勒烯之间的无规共聚，导致形成无序结构。径向分布函数和电子态密度的变化表明非晶相和晶相共存。讨论了立方烷和富勒烯在共聚过程中的不同构象相。
2009-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Charge Carrier Concentration and Temperature Dependent Recombination in Polymer Fullerene Solar Cells
我们对聚（3-己基噻吩）：[6，6]-苯基-C_（61）丁酸甲酯异质结太阳能电池进行了温度依赖的瞬态光伏和光电流测量。我们发现了一个强烈的载流子浓度和温度依赖的朗之万复合前因子。所观察到的复合机制进行了讨论，在双分子复合。实验结果进行了比较与载流子提取线性增加电压（光CELIV）的测量上完成的相同的共混体系。我们解释的载流子动力学，下面的表观顺序大于2，在高斯态密度的尾部状态的动态捕获的电荷。
2009-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells
有机太阳能电池是一种低成本、高效率的太阳能转换器，具有良好的能量平衡性。它们由碳基半导体制成，具有良好的光吸收和电荷产生特性，并且可以通过低温工艺制造，例如使用溶剂型油墨印刷，这些油墨与柔性塑料基板甚至纸张兼容。在这篇综述中，我们将概述有机太阳能电池的物理功能，其最先进的性能和局限性，以及实现更好的材料稳定性和更高的功率转换效率的新概念。我们亦会因应市场的潜力，简要检讨有关工序及成本。
2010-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical stability and low-temperature lattice specific heat of one-dimensional fullerene polymers
我们从理论上研究了一维富勒烯聚合物的动力学稳定性，通过计算声子色散关系的原子方法。我们发现，在以前提出的54个模型中只有7个模型[J. Phys. Chem. A 119，3048（2015）]是动态稳定的。结果表明，与单壁碳纳米管相比，它们的低温比热在更宽的温度范围内与温度的平方根成正比。
2017-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced polarons in polymers. Time-resolved ESR analysis of polaron pairs in polymer:fullerene blends
本文研究了光激发聚合物：富勒烯共混物（由聚3-己噻吩和富勒烯[6，6]-苯基C_{61} -丁酸甲酯组成）在低温T = 100 K下的时间分辨ESR谱。光谱被假定为由在单重态中产生的带电极化子P^{+}和P^{-}的自旋相干对决定。分析是在一组一阶过程的简单模型内进行的，其中P^{+}P$^{-}对自旋演化由随机刘维尔方程描述，可以相当准确地描述实验结果。简单的分析解释所获得的数值结果表明，trESR谱可以表示为一个叠加的反相和CIDEP的贡献与传统的热。这些贡献被证明是改变他们的符号随着时间的增加与实验观察。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thin polymerized C60 coatings deposited in electrostatic field via electron-beam dispersion of fullerite
本研究的目的是澄清富勒烯C60电子束分散（EBD）产品的电荷组成，并通过施加额外的静电场的基板上的沉积涂层的结构上的富勒烯离子和电子的影响进行调查。发现C60 EBD产物中含有正富勒烯离子和正电子。通过使用拉曼和衰减全反射傅里叶变换红外光谱，X-射线光电子能谱学，激光解吸/电离质谱和原子力显微镜，它表明，辅助的电子额外加速到300 eV的结果在形成的哑铃和花生形的C60聚合物的混合物。另外加速至300 eV的正富勒烯离子的协助导致形成共价键合的富勒烯分子的高度交联的随机3D网络。
2012-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct Detection of Photoinduced Charge Transfer Complexes in Polymer:Fullerene Blends
我们报告瞬态电子顺磁共振（trEPR）测量与亚微秒的时间分辨率进行P3 HT：PCBM混合物在低温下。光激发后的trEPR光谱揭示了自旋相关极化子对的特征。配对伙伴（P3 HT中的正极化子和PCBM中的负极化子）可以通过它们的特征g值来识别。极化子对态表现出强的非玻尔兹曼布居的事实清楚地表明，每对的组分是成对的，即起源于一个激子。我们表明，耦合极化子对电荷转移后，甚至几微秒，并建议他们体现的中间电荷转移复合物，形成在供体/受体界面和介导的激子转换成自由载流子。
2012-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer mechanism of ferromagnetism in polymerized fullerenes: $Ab initio$ calculations
提出了聚合富勒烯高温铁磁性的机理。假设晶体中的一些C $_{60}$分子由于分散在富勒烯基质中的顺磁性杂质（原子或基团）（例如氢、氟、羟基OH、氨基NH $_2$或甲基CH $_3$）的自旋和电荷转移而变得磁活性。使用\textit{ab initio}计算评估磁活性富勒烯上的自旋之间的交换相互作用。最近邻和下一个最近邻交换相互作用被发现是在$0.1÷0.3 $ eV的范围内，也就是说，足够高，以占室温铁磁性。
2006-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Influence of Functionalized Fullerene Structure on Polymer Photovoltaic Degradation
已经测量了使用含有共轭聚合物聚[2-甲氧基-5-（三氟甲基）苯基]甲酰胺的共混物的光电池的器件性能的时间依赖性。（2-乙基己氧基）-1，4-亚苯基亚乙烯基]（MEH-PPV）与两种不同的官能化C60电子受体分子：市售的[6，6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）或[6，6]-苯基C61丁酸十八烷基酯（PCBOD）。性能的特征在于设备的短路电流输出，与PCBM样品的时间依赖性通常呈指数下降。观察到器件的特征寿命的变化取决于电子受体分子的摩尔分数（相对于MEH-PPV单体分数计算）。与PCBM样品相比，PCBOD共混物的稳定性显著增强，具有一个或两个数量级的改善。相应的光谱数据与类似的时间演变的运输测量表明一个独立的手段，用于确定和理解降解机制。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci
An electrospun Polymer Composite with Fullerene-Multiwalled Carbon Nanotube Exohedral Complexes can act as Memory Device
在这项工作中，一种新型的静电纺丝导电聚合物纳米复合材料制成的聚己内酯与外消旋复合物制成的多壁碳纳米管和富勒烯C60的制备和表征。制备是简单的，复合物自组装内的纳米复合纤维。该纳米复合材料表现出电开关行为，由于电荷积累的富勒烯C60在电刺激。采用静电纺丝法制备了一次写入多次读取的存储器件。富勒烯C60到叉指共面电极上。该器件保持ON状态超过60天，并且可以通过随后的电和热循环进行热重置、重新编程和擦除。此外，该器件的电阻可以通过施加不同的编程电压幅度和编程时间来调制，这揭示了其自适应行为和潜在的神经形态系统的应用。
2020-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of interfacial charge-transfer complex photophysics in $π$-conjugated polymer-fullerene blends
我们提出了一个理论的电子结构和电子物理的1：1共混物的衍生物的聚paraphenylenevinylene和富勒烯。在相同的库仑相关的哈密顿量以前应用到相互作用的链的单组分$π$共轭聚合物，我们发现一个激基复合物状态下发生的聚合物的光学激子。激基复合物从基态发生弱吸收。我们解释瞬态光诱导的混合物中，观察到的间隙以上和间隙以下的光激发，在我们的理论。对于带隙以上的光激发，光致激发来自光激子和激基复合物，而对于带隙以下的光激发，光致激发仅来自激基复合物。在这两种情况下，在实验的时间尺度上都不会产生自由极化子。重要的是，单组分$π$共轭聚合物和共混物的薄膜的光物理都可以通过将Mulliken的基态电荷转移理论扩展到激发态电荷转移的情况来理解。
2010-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct observation of ultrafast long-range charge separation at polymer:fullerene heterojunctions
在聚合物半导体中，载流子是极化子，这意味着过量的电荷会使聚合物链的分子结构变形，从而导致聚合物振动模式的独特特征。我们探测极化子光产生动力学聚合物：富勒烯异质结通过监测其时间分辨共振拉曼光谱超快光激发。我们的结论是，极化子出现在200 fs，这是近两个数量级的速度比激子本地化的纯聚合物膜。令人惊讶的是，在<50-ps的时间尺度上的进一步振动演化是适度的，表明承载新生极化子的聚合物构象与平衡时的构象没有显著不同。这表明电荷不受它们的相互库仑势的影响，在这种情况下，振动动力学将报告电荷对弛豫。我们的工作解决了当前关于有机半导体异质结光生载流子产生机制的争论，据我们所知，这是这些材料中这一重要过程中分子构象动力学的第一个直接探针。
2013-10-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular Insights into the Mechanical Properties of Polymer-Fullerene Bulk Heterojunctions for Organic Photovoltaic Applications
我们采用粗粒分子动力学模拟研究了由区域规整的聚（3-己基噻吩）（P3 HT）和富勒烯C $_{60}$组成的$π$共轭聚合物材料的力学性能。具体而言，我们进行拉伸模拟P3 HT：C $_{60}$复合材料与不同程度的聚合和C $_{60}$质量分数，以获得其应力-应变响应。分解成动能和维里贡献的应力张量表明，纯P3 HT样品的拉伸模量在很大程度上依赖于非键合的相互作用和键合的相互作用与键拉伸，而除了C $_{60}$导致的拉伸模量的增加源自增强的非键合的相互作用与C $_{60}$。此外，P3 HT：C $_{60}$样品的拉伸强度与分子链缠结良好相关，分子链缠结的特征在于从原始路径分析获得的每条链的平均扭结数。我们还发现，上，下屈服点特征的应变软化变得更加明显的C $_{60}$质量分数的增加。持久同源性分析表明，屈服点的出现与拉伸变形过程中的微孔合并，导致产生更大的空洞。这些结果提供了一个基本的理解的分子决定因素的$π$共轭聚合物-富勒烯复合材料的机械性能，这也可以帮助解释和预测的机械性能的其他聚合物复合材料含有富勒烯。
2021-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electrospun Conjugated Polymer/Fullerene Hybrid Fibers: Photoactive Blends, Conductivity through Tunnelling-AFM, Light-Scattering, and Perspective for Their Use in Bulk-Heterojunction Organic Solar Cells
采用静电纺丝法制备了基于MEH-PPV/PVP/PCBM的共轭聚合物/富勒烯杂化纤维，并通过扫描电子显微镜、原子力和侧向力、隧道效应、共聚焦显微镜、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、光致发光量子产率和空间分辨荧光等手段对其性能进行了表征。突出的特征包括所实现的纤维的带状形状，以及作为太阳能电池器件中异质活性层模板的网络的持久性。一组有利的特性证明，以这种方式在均匀的电荷传输行为和形成的有效界面的光生激子的扩散和解离。表现出纳米纤维垫的特定光散射性质的有机长丝与光的相互作用也可能有助于将入射辐射散布在活性层上，从而潜在地增强光伏性能。该方法可应用于其他电子给体-电子受体材料系统，用于制造通过嵌入共轭聚合物和富勒烯化合物的纳米纤维形态增强的太阳能电池器件。
2018-01-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural Dynamics of Polymer:Non-Fullerene Organic Solar Cell Blends: A Neutron Spectroscopy Perspective
与传统的基于富勒烯的类似物相比，基于ADA型（受体-供体-受体）非富勒烯受体（NFA）的有机太阳能电池（OSC）表现出改善的功率转换效率（PCE）。OSC有源层共混物的光电性能与其潜在的结构动力学相关，因此影响器件性能。使用协同不同的中子能谱技术，我们研究了二元和三元共混物的NFAs O-IDTBR和O-IDFBR和区域规则的供体聚合物P3 HT的动力学。考虑氘化用于对比度变化目的。除了阐明共混物的相容性和合金化特征外，这项工作的主要成果是共混物组分的明显相似的动力学响应。这一发现与我们之前的富勒烯基共混物P3 HT：PCBM的中子能谱和分子动力学研究相反，其中我们强调了P3 HT和PCBM在共混时P3 HT的玻璃化/挫折和P3 HT对PCBM的塑化方面的不同行为。目前未观察到类似P3 HT玻璃化。这里证明的不存在或弱玻璃化与最近的报道一致，并且可能与基于ADA型NFA的OSC表现出的改善的PCE有关。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A resistive electron irradiation microsensor made from conductive electrospun polycaprolactone fibers loaded with carbon nanotubes and fullerene C60
本研究利用负载碳纳米管和C60的静电纺丝聚己内酯纤维制成电子辐照微传感器，其电导率随电子束辐照永久增加，最大电导率依赖加速电压，可用于β辐射探测。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Role of Conduction Electrons in the ortho-KC$_{60}$ Polymer
我们提出了第一性原理能带计算以及正交K $_1$ C $_{60}$聚合相的结构优化。我们发现了三维富勒烯间的成键/反键特征，包括$t_{1u}$分子轨道与$p$类对称性的导带。连接富勒烯的四元环的形成将$p_x$带从连续的$p_y$ - $p_z$带提升，其中z轴平行于链。$p_x$和$p_y$之间的不对称性可能在链与Stephens等人提出的旋转构型结合中起重要作用。
1997-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Direct and charge transfer mediated photogeneration in polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells
采用温度依赖的时间延迟收集场（TDCF）方法研究了聚3-己基噻吩（P3 HT）和聚[2-甲氧基-5-（30，70-二甲基辛氧基）-1，4-亚苯基亚乙烯基]（MDMO-PPV）与[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯（PC61 BM）共混体系的光生产率和复合动力学。在MDMO-PPV：PC61 BM中，我们发现了一个强烈的场依赖极化子对解离，这可以归因于在器件中的成对复合。我们的研究结果是在很好的协议与场依赖的光致发光测量之前发表的，支持通过中间电荷转移（CT）状态的极化子对解离的情况。与此相反，极化子对解离P3 HT：PC61 BM显示只有一个非常弱的场依赖性，表明几乎场无关的极化子对解离或直接光生。此外，我们发现Langevin重组MDMO-PPV：PC61 BM和强烈减少Langevin重组P3 HT：PC61 BM。
2012-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The critical role of the donor polymer in the stability of high-performance non-fullerene acceptor organic solar cells
在非富勒烯电子受体（NFA）的快速发展的推动下，有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率已经达到适合商业应用的水平。然而，高性能NFA OSC的运行稳定性差是必须解决的一个基本挑战。虽然以前的研究主要集中在NFA组件，我们认为在这里的供体和受体材料在基准PM 6：Y 6混合物的降解途径。在这里，我们表明，光浸泡大大增加了充满活力的无序和陷阱态密度在PM 6，与Y 6的影响不大。电子顺磁共振光谱证实了这一点，它揭示了通过光浸泡后PM 6上的捕获极化子增加复合。此外，对光浸泡样品的超快光谱研究表明，PM 6单重态激子在低于100 fs的时间尺度上迅速转化为链间极化子对;这个过程胜过电子转移到Y 6，显着降低了共混物的电荷产生产率。我们在母体聚合物PBDB-T中进行了类似的观察，表明迄今为止用于大多数高性能OSC的这类供体材料对光浸泡本质上是不稳定的。因此，我们揭示了供体聚合物可以是高效OSC系统中的另一个关键薄弱环节，其降解机制需要与NFA共同解决。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Role of Oxygen Adsorption in Nanocrystalline ZnO Interfacial Layers for Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells
胶体氧化锌（ZnO）纳米颗粒经常用于有机光致变色领域，用于实现溶液可产生的电子选择性界面层。尽管广泛使用，但缺乏关于颗粒结构特性对器械性能影响的详细研究。在这项工作中，不同的表面积与体积比的ZnO纳米粒子的合成和实施到聚合物-富勒烯体异质结太阳能电池与透气的顶部电极。通过比较封装前后的电特性，发现ZnO层的内表面积在氧气可以渗透太阳能电池的条件下起着至关重要的作用。氧物种在纳米颗粒表面处的吸附导致表面附近的能带弯曲和电子耗尽。这两种效应导致在ZnO/本体异质结界面处形成用于电子注入和提取的势垒，并且在小ZnO纳米晶体（高表面积与体积比）的情况下更明显。在氧的存在下，不同的运输相关的现象进行了详细讨论，即，欧姆损失，表示在串联电阻，以及空间电荷限制电流的发生，有关的聚合物-富勒烯共混物中的电荷积累。由于UV光的吸收可引起吸附的氧物种的解吸，因此电性质也取决于照明条件。随着系统的调查，在不同的空气暴露和光照条件下的太阳能电池的电流与电压特性，以及纯ZnO纳米粒子层的光电导性的研究的帮助下，我们获得详细的了解ZnO纳米粒子表面的有机太阳能电池的功能的作用。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantitative insights into the phase behaviour and miscibility of organic photovoltaic active layers from the perspective of neutron spectroscopy
我们提出了一种基于中子能谱的方法来定量研究由共轭聚合物：小分子共混物制成的有机光伏活性层的部分可吸收性和相行为，目前用区域无规聚（3-己基噻吩-2，5-二基）和富勒烯[6，6]-苯基C $_{61}$丁酸甲酯（RRa-P3 HT：PCBM）系统来说明。我们进行非弹性中子散射和准弹性中子散射测量，研究不同组成的共混物的结构动力学，使我们能够解决的相行为。RRa-P3 HT和PCBM之间的中子截面的差异，以及氘代技术的使用，提供了一个独特的机会，以探测富无定形聚合物相的富勒烯的可溶解性极限，并分别调整聚合物和富勒烯相之间的对比度。因此，所提出的方法应该是通用的和相关的研究新的非富勒烯受体是密切相关的-在化学结构方面-的聚合物，其中其他传统的成像和光谱技术提出了一个差的对比度之间的共混物组分。
2021-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermal Stability and Fracture Patterns of a Recently Synthesized Monolayer Fullerene Network: A Reactive Molecular Dynamics Study
最近，通过共价键合C60聚合物合成了新的单层二维碳结构，即qHPC 60和qTPC 60。在这里，我们进行了反应（ReaxFF）分子动力学模拟，以研究的热力学稳定性和断裂模式的qHPC 60和qTPC 60。结果表明，这些结构具有相似的热稳定性，升华点分别为3898K和3965K。qHPC 60和qTPC 60在临界应变阈值后经历突然的结构转变，变成完全断裂。对于qHPC 60（qTPC 60），裂纹扩展是线性（非线性）的。qHPC 60和qTPC 60的估计弹性模量分别为175.9 GPa和100.7 GPa。
2022-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Transport and Spectroscopic Studies of the Effects of Fullerene Structure on the Efficiency and Lifetime of Polythiophene-based Solar Cells
对于含有聚合物聚的太阳能电池共混物，观察到了功率转换效率和紫外-可见吸收光谱的时间依赖性测量（3-己基噻吩-2，5-二基）（P3 HT）与两种不同的官能化C60电子受体分子：市售的[6，6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）或[6，6]-苯基C61丁酸十八烷基酯（PCBOD）。效率被发现以指数时间依赖性衰减，而光谱特征显示饱和指数行为。从这两种类型的测量中提取的时间常数显示出从相同共混物生产的样品的合理一致性。与PCBM样品相比，PCBOD共混物的稳定性显著增强，而吸收和功率转换效率均降低。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational spectra of C60C8H8 and C70C8H8 in the rotor-stator and polymer phases
C60-C8 H8和C70-C8 H8是转子-定子共晶的原型。我们提出了这些材料的红外光谱和拉曼光谱，并展示了转子-定子性质是如何反映在它们的振动特性。我们测量的振动光谱的聚合物相聚（C60 C8 H8）和聚（C70 C8 H8）产生的固态反应时发生加热。基于光谱，我们提出了一个连接模式的富勒烯在聚（C60 C8 H8），其中C60的对称性是D2 h。在用绿光或蓝光照射C60-C8 H8共晶时，观察到光化学反应，导致与热聚合类似的产物。
2007-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Mirrors for slow neutrons from holographic nanoparticle-polymer free-standing film-gratings
我们报告成功的测试全息排列的光栅结构的纳米颗粒聚合物复合材料的形式为100微米薄的独立的膜，即没有样品容器或盖，可能会导致不必要的吸收/非相干散射非常冷的中子。尽管它们的大直径为2厘米，但柔性材料具有高光学质量，并且对于4.1 nm波长的中子产生约90%的镜面反射率。
2012-03-27 cond-mat.mtrl-sci
The role of triplet excitons in enhancing polymer solar cell efficiency: a photo-induced absorption study
在聚合物主链中包含重金属原子允许在单重态和三重态流形之间的跃迁。三重态激子的界面解离构成了用于增强基于聚合物异质结的太阳能电池中的光伏（PV）效率的可行机制。利用具有微量Pd原子的梯形聚（对苯撑）聚合物（PhLPPP）和富勒烯衍生物（PCBM）的聚合物太阳能电池的PV效率远高于其对应物（MeLPPP），其中没有Pd原子。证据是提出的形成弱基态电荷转移复合物（CTC）的聚合物和PCBM的共混膜，使用光诱导吸收（PIA）光谱。MeLPPP：PCBM中的CTC状态具有单线态特征，导致辐射复合。相比之下，PhLPPP：PCBM中的CTC状态更具有三重态特征。在PIA中，在PhLPPP：PCBM共混物中观察到在1.65 eV处的吸收峰，该吸收峰可以转化为弱束缚极化子对，有助于提高PV效率。
2009-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Reversible and Irreversible Interactions of Poly(3-hexylthiophene) with Oxygen Studied by Spin-Sensitive Methods
在微观水平上理解聚合物：富勒烯体异质结的降解机理，旨在提高其内在稳定性，是有机光致发光技术取得突破的关键。这些材料容易暴露于光和/或氧气，因此它们涉及电子激发。为了明确地探测各种多重数的激发态及其与氧的反应，我们采用了基于多频的磁光组合方法，（9和275 GHz）电子顺磁共振（EPR）、光致发光（PL）和PL检测的磁共振（PLDMR）对共轭聚合物聚（3-己基噻吩）（P3 HT）和聚合物：富勒烯本体异质结（P3 HT：PCBM; PCBM = [6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯）。我们确定了两个不同的光化学反应路线，一个是完全可逆的，并与形成聚合物：氧电荷转移复合物，另一个，不可逆的，与形成单线态氧的参与下的聚合物链上的束缚三重态激子。对于共混物，我们讨论了甲烷富勒烯对共轭聚合物绕过三重态激子产生的保护作用。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
A method for diffraction-based identification of annealing-produced restructuring of amorphous fullerene
提出了一种估算真空退火制备的无定形富勒烯及其衍生物结构性质的方法。该方法是基于中子或X射线粉末衍射图的散射波矢模在几个单位到几十个纳米的范围内的拟合。相应的逆问题假设样品的结构化组分可以用有限数量Nstr的有限数量原子Natom的候选sp2碳结构（富勒烯、具有石墨烯样原子排列的平坦和弯曲薄片）来描述。这些结构被不均匀地堆积在具有不同平均原子密度和不同结构有序度的域中，使用具有相邻刚性体纳米结构中原子对相互作用的可变参数的刚体分子动力学。应用该方法解释了在600、800、850、900和1000 ℃退火的非晶富勒烯的中子衍射数据。Nstr等于36和Naatom在14至285范围内的结果使得我们能够根据sp2碳结构的平均尺寸和曲率来量化样品的结构性质，并分析结果对这些结构在域中的布局的敏感性（每个域中各种结构的混合物与相同结构的域的混合物）。
2014-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Do ultrafast exciton-polaron decoherence dynamics govern photocarrier generation efficiencies in polymer solar cells?
全有机基光伏太阳能电池由于其低成本加工和短的能量回收期而引起了相当大的关注。在这样的系统中，光激发到一对光载流子的初级解离最近已被证明是非常迅速和有效的，但这仍然是不清楚的物理原因。在这里，二维光电流激发光谱，一种新的非线性光学光谱，是用来探测超快相干衰减的光激发到电荷产生状态的聚合物：富勒烯为基础的太阳能电池。二维光电流谱解释通过引入一个理论模型的描述的电子状态的耦合系统的外部环境和所施加的激光场。实验数据表明，在二维光电流谱中没有交叉峰，正如模型预测的激子和光电流产生态之间的相干时间为20 fs或更小。
2016-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of the sub-ambient gelation and shearing of solutions of P3HT incorporated with a non-fullerene acceptor o-IDTBR towards active layer formation in bulk heterojunction organic solar cells
有机太阳能电池（OSC）含有由共轭聚合物如聚（3-己基噻吩）（P3 HT）和电子受体分子的纳米结构共混物组成的活性层，具有与硅基光伏板竞争的潜力。然而，这一潜力尚未实现，主要是由于相关的生产和稳定性问题。通常用于制造有机太阳能电池的旋涂工艺不能按比例放大。最近，他等人，已经报道了P3 HT与[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PC60 BM）在低于环境温度的条件下的凝胶化可以为有机太阳能电池的加工提供基于连续挤出/涂覆的途径，并且P3 HT/PC60 BM活性层的功率转换效率（PCE）的增加在P3 HT/PC60 BM凝胶的某些剪切和热历史下是可能的。在这里，振荡和稳定的扭转流被用来研究凝胶形成动力学的P3 HT与最近提出的非富勒烯o-IDTBR在亚环境条件下。通过小振幅振荡剪切确定的线性粘弹性材料功能的基础上定义的凝胶强度被观察到的P3 HT和o-IDTBR浓度，所用的溶剂和剪切条件的函数。总体而言，在小振幅振荡剪切过程中，发现淬火至零度以下温度后形成的凝胶是稳定的（线性粘弹性范围），但即使在与稳定扭转流相关的相对低的剪切速率下也会破裂，这表明在P3 HT与小分子受体共混物的凝胶加工过程中使用的剪切条件可以改变凝胶结构并可能影响所得的活性层性能
2020-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Three-port beam splitter for slow neutrons using holographic nanoparticle-polymer composite diffraction gratings
观察到了慢中子在纳米粒子-聚合物复合光栅上的衍射。通过仔细选择光栅参数，如光栅厚度和间距，三端口冷中子分束器操作-分裂成正负第一和零衍射级的入射中子强度相等-实现。作为一种可能的应用，泽尼克三光路干涉仪进行了简要讨论。
2012-05-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Neutron optical beam splitter from holographically structured nanoparticle-polymer composites
我们报告了一个突破性的多功能冷中子衍射元件的搜索。纳米粒子通过全息手段在光聚合物中空间排列。这些光栅结构对于仅200微米的有效厚度显示出高达约50%的冷中子的非常有效的衍射。它们为下一代中子光学器件开辟了一个深刻的前景，具有调谐或调制中子衍射效率的能力。
2010-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Diffraction of slow neutrons by holographic SiO_2 nanoparticle-polymer composite gratings
用慢中子对记录在SiO $_2$纳米粒子-聚合物复合材料中的全息光栅进行了衍射实验。测试了纳米颗粒浓度、光栅厚度和光栅间距等参数对材料中子光学特性的影响。在光栅厚度约为100微米或更大时，由于记录过程的干扰而导致的光栅结构沿样品深度的衰减成为一个问题。这限制了中子可实现的衍射效率。为了解决这个问题，全息光栅中的Pendellösung干涉效应已经被利用，对于非常冷的中子，衍射效率达到83%。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Neutron scattering investigations on methyl group dynamics in polymers
在聚合物中发生的不同动力学过程中，甲基旋转可能是最简单的一个，因为甲基上所有相关的相互作用都可以凝聚在有效的平均场一维势中。最近的中子散射实验结果刺激了对玻璃和聚合物体系中甲基动力学的兴趣的新复兴。聚合物中甲基的量子旋转隧穿的存在被期待了很长一段时间，但直到最近（1998年），这些过程已经被高分辨率中子散射技术直接观察到。本文对近十年来用中子散射方法在这方面所做的工作进行了回顾和总结。结果表明，在许多化学和结构不同的聚合物中得到的结果可以一致地描述在整个温度范围内-从量子隧穿限制的经典跳跃制度-以及在librational光谱，在旋转速率分布模型（RRDM），这是在1994年首次提出。该模型引入了甲基旋转的势垒分布，这与任何结构玻璃中存在的无序有关。聚合物中的屏障分布的分子和结构的起源进行了讨论的基础上，在文献中报道的大量收集的调查，包括最近的完全原子分子动力学模拟。
2005-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Smallest [5,6]fullerene as building blocks for 2D networks with superior stability and enhanced photocatalytic performance
该研究利用最小稳定[5,6]富勒烯构建二维C$_{24}$网络，其稳定性和强度优于C$_{60}$，带隙与TiO$_2$相当，活性位点数量多三倍，展现出优异的光催化水分解性能。
2024-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.atm-clus
The Upscattering of Ultracold Neutrons from the polymer $[C_6 H_{12}]_n$
人们普遍认为，储存阱中超冷中子（UCN）损失的主要原因是阱壁表面吸附的氢向热能范围的上散射。然而，这一结论所依据的数据很差，而且相互矛盾。在这里，我们报告的测量，在洛斯阿拉莫斯国家实验室UCN源，UCN与半结晶聚合物PMP（商品名TPX），[C $_{6}$ H $_{12}$ ] $_n$中的氢结合的相互作用后，上散射中子的通量的平均能量。我们的分析是用MCNP程序进行的，该程序基于中子散射定律对半结晶聚乙烯[C $_{2}$ H $_{4}$ ] $_n$中束缚氢向上散射的UCN的应用，导致我们的通量平均能量值为26 $\pm3$ meV，与先前报道的10至13 meV的实验值相矛盾，并与中子加热的理论模型一致。MCNP代码。
2013-08-12 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
Impact of chemical structure on the dynamics of mass transfer of water in conjugated microporous polymers: A neutron spectroscopy study
如果更清洁的制氢方法在技术上和经济上都是可行的，那么氢燃料可以作为一个杰作来构思一个强大的无碳经济难题。有机光催化材料如共轭微孔材料（CMP）由于其能级和光学带隙以及孔隙率可通过化学合成来调节而成为水裂解的潜在有吸引力的候选者。CMP的性能还取决于反应物、中间体和产物的传质。在这里，我们研究了水（H2O和D2O）的传质，和三乙胺作为一种空穴清除剂的氢的演变，通过中子能谱。我们发现，CMP的节点的刚度与被困水的增加，反映了太慢的准弹性中子散射（QENS）量化的运动。我们的研究强调，除了极性砜基团的结果在水和CMP之间的额外的相互作用，证明了非弹性中子散射（INS），导致水的平移扩散的变化，从QENS测量确定。在本研究的CMP中未观察到三乙胺运动的变化。
2021-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mapping Microstructural Dynamics up to the Nanosecond of the Conjugated Polymer P3HT in the Solid State
我们提出了一个详细的研究区域规则和区域无规PEHT的结构动力学关系，使用不同的中子散射技术。氘被用来调制相干和非相干截面，特别是允许访问的自我运动和集体动力学的材料。这些测量得到了使用经典MD以及第一性原理量子化学进行的大量定量计算的支持。MD再现的主要结构特征和慢动作，并阐明与$π-π$堆叠和层状堆叠的Q值之间的集体动力学的差异，与结晶相的影响最大。另一方面MD导致有限的分子振动的描述。在这种情况下，第一原理分子计算很好地描述了高能量的振动特征（$>$ 900 cm $^{-1}$），而周期性计算允许更好地描述低能量和中能量的振动范围（200-900 cm $^{-1}$）。中能量范围主要与分子内和分子间模式耦合相关，其包含有关聚合物构象和聚合物包装的信息。本研究的结果之一是验证了RRa-P3 HT在宏观水平上是RR-P3 HT的非晶相的良好近似的共同假设。目前的工作有助于明确澄清后一点，这在很大程度上被忽视的文献。我们强调的重要性，以补充光学光谱技术与非弹性中子散射。后者提供了对离域$π$ -电子系统不敏感的优点，因此能够推断相关量，如共轭长度，例如，影响共轭聚合物的性质。
2019-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Neutron Scattering of Thermally Quenched K-Co-Fe Prussian Blue Analogue Photomagnet
用非极化和极化中子粉末衍射研究了热淬态光磁普鲁士蓝类配位聚合物K_（0.27）Co [Fe（CN）_6]_（0.73）[D_2 O_6]_（0.27）1.42 D_2 O的磁序，温度低至4K。数据的分析允许现场相干磁化的Co和Fe自旋建立。具体地，1 T和4 T的磁场诱导平行于所施加的场的力矩，并且样品表现为具有漂移轴的铁磁体。
2012-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Polyalkylfluorene Conjugated Polymers: Insights from Neutron Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulations
本研究利用QENS技术与MD模拟，探究了PF8和PF12共轭聚合物在无定形态的皮秒级侧链动力学，发现PF12侧链运动更显著且活化能更低，揭示了温度诱导动力学对聚合物稳定性及光电性能的潜在影响。
2024-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High pressure neutron scattering of the magnetoelastic Ni-Cr Prussian blue analogue
本文总结了0 GPa至0.6 GPa的六氰铬酸镍配位聚合物（NiCrPB），具有面心立方，普鲁士蓝结构的中子衍射测量。NiCrPB的氘代粉末含有约100 nm的立方体颗粒。在大磁场的应用下，显示出环境压力下的饱和磁结构。压力小于1 GPa以前已被证明可以将磁化率降低一半，我们发现在这些压力下，我们量化了核晶体结构的修改。桥接氰化物分子在压力下使其配位方向异构化以改变局部配体场并在局部（磁）各向异性中引入不均匀性，所述不均匀性充当磁畴的钉扎位点，从而降低低场磁化率。
2014-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of substituting non-polar chains with polar chains on the structural dynamics of small organic molecule and polymer semiconductors
有机半导体的可加工性和光电性能可以通过化学设计来调节和操纵。用低聚醚取代烷基侧链最近已成功地用于生物电子传感器和光催化水分解等应用。低聚醚中的碳-氧键可能使系统更柔软，更容易发生动力学紊乱，这可能对例如电荷传输有害。利用中子能谱、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）和偏光显微镜研究了三甘醇（TEG）取代正己基（Hex）对两种有机半导体：苯撑-联噻吩-苯撑（PTTP）分子和芴-二苯并噻吩（FS）聚合物结构动力学的影响。反直觉地，非弹性中子散射（INS）揭示了软化的模式PTTP和FS与六角侧链，指向在这些系统中增加的动力学紊乱。然而，依赖于T的X-射线和中子衍射，INS和DSC的证据与TEG侧链的PTTP的额外的可逆转变接近室温（RT）。观察到的过渡，不伴随着双折射的变化，也可以观察到准弹性中子散射。在PTTP而不是FS的情况下观察到TEG侧链动力学的紧固。因此，我们将这种过渡分配给TEG侧链的熔体，这些侧链在RT下促进动力学秩序，但如果结晶，可能会在RT以上引入额外的可逆结构转变，导致热不稳定性。对侧链极性和结构动力学的更深入理解可以帮助指导材料设计和导航电子电荷传输和水溶胀之间的复杂平衡，寻求许多新兴的有机电子和生物电子应用。
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scattering from dilute ferrofluid suspensions in soft polymer gels
用小角中子散射和X射线散射方法研究了两种不同的铁磁流体体系在聚丙烯酰胺水凝胶中的稀悬浮液结构。发现流体中的颗粒是由半径为ca的较小颗粒组成的分形聚集体。5nm。分形维数强烈依赖于样本，在第一个样本中取1.7，在第二个样本中取2.9。在存在磁场的情况下，聚集体定向，但其平移和旋转自由度均受到限制。凝胶弹性的影响被视为对取向过程的阻碍。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning-Assisted Profiling of Ladder Polymer Structure using Scattering
本研究结合机器学习与蒙特卡洛模拟，开发了针对梯形聚合物散射数据的分析框架，通过高斯过程回归揭示传统方法无法捕捉的结构细节。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
A novel symmetry in nanocarbons: pre-constant discrete principal curvature structure
本文基于第一性原理计算和离散几何方法，发现纳米碳（如C60-聚合物和二聚体）中存在预常数离散主曲率（pCDPC）结构这一新颖对称性，并从材料科学角度揭示了其起源与稳定性的正相关关系。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.DG
Electrical, elastic properties and defect structures of isotactic polypropylene composites doped with nanographite and graphene nanoparticles
导电聚合物在传感器、致动器、电子和光学器件、太阳能电池等方面有着广泛的技术应用。为了改善其操作性能、机械、热、电和光学性能，此类聚合物被掺杂碳同素异形体纳米填料。新型纳米复合聚合物的功能可以由纳米颗粒和聚合物的尺寸特性，不同的物理效应如电荷转移等来规定。我们表征和分析了新型聚合物纳米复合材料，高结晶度的等规聚丙烯（iPP），基于动态力学分析（DMA），介电谱，小角中子散射（SANS）和理论模型。碳纳米粒子在聚丙烯本体中以分形的形式聚集，改变了聚丙烯的力学、塑性、弹性和电性能。我们研究修改纳米填料的形态与Cosserat弹性的概念，其中包括描述的线性拓扑缺陷引起的纳米石墨和GNP聚集的行为。我们提供我们的实验数据与Cosserat弹性模型框架中的晶格的数值模拟，以估计整个复合iPP的一些力学特性。
2022-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cooperative polymer dynamics at the crossover between the unentangled and the entangled regimes: theoretical predictions of scattering and linear shear relaxation for polyethylene melts
本文扩展协同动力学广义朗之万方程（CDGLE）以描述聚乙烯熔体在非缠结至弱缠结交叉区域的动力学，准确预测了中子自旋回波散射与线性剪切松弛行为。
2024-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
