Fulltext

Effect of iodine doping on the characteristics of polythiophene thin films prepared by aerosol assisted plasma jet polymerization at atmospheric pressure

تأثير التطعيم باليود على خواص اغشية البولي – ثايونين المحضرة والمبلمرة ببلازما النفث عند الضغط الجوي والمعززة بالرذاذ

Dawood Majed Khudhair داود مجيد خضير --- Manal Midhat Abdullah منال مدحت عبد الله --- Hammad R. Humud حمد رحيم حمود

Iraqi Journal of Physics المجلة العراقية للفيزياء
ISSN: 20704003 Year: 2014 Volume: 12 Issue: 25 Pages: 127-137
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

Iodine-doped polythiophene thin films are prepared by aerosol assisted plasma jet polymerization at atmospheric pressure and room temperature. The doping of iodine was carried out in situ by employing iodine crystals in thiophene monomer by weight mixing ratios of 1%, 3%, 5% and 7%. The chemical composition analyses of pure and iodine-doped and heat-treated polythiophene thin films are carried out by FTIR spectroscopy studies. The optical band gaps of the films are evaluated from absorption spectrum studies. Direct transition energy gaps are determined from Tauc plots. The structural changes of polythiophene upon doping and the reduction of optical band gap are explained on the basis of the results obtained from FTIR spectroscopy, UV–VIS absorption studies, X-ray diffraction and atomic force microscope (AFM) analysis. The energy band gap will be different according to the concentration of polythiophene iodine. It can be concluded that iodine-doped polythiophene thin films can be prepare by aerosol assisted plasma jet polymerization and control the optical energy band gap regulars by controlling the thiophene -iodine weight mixing ratios.

اغشية متعدد الثايوفين المطعمة باليود حضرت باستعمال البلمرة ببلازما النفث والعاملة بالضغط الجوي والمعززة بالرذاذ وعند درجة حرارة الغرفة. وانجز التطعيم باليود موضعيا وذلك بخلط بلورات اليود مع احادي الثايوفين وبنسب خلط وزنية هي 1% و3% و5% و7%. انجز التحليل الكيمياوي التركيبي للاغشية متعددة الثايوفين النقية والمطعمة باليود والمعاملة حراريا باستعمال مطياف تحليلات فورير للاشعة تحت الحمراء. حددت فجوة الطاقة البصرية للاغشية من دراسة طيف الامتصاص باستعمال رسم Taucعلى اساس ان الانتقال من النوع المباشر. ان التغير في تركيب متعدد الثايوفين المطعم تم الحصول عليه من دراسة طيف تحليلات فورير للاشعة تحت الحمراء وطيف الامتصاص في المنطقة فوق البنفسجية والمرئية. ومن تحليل نتائج حيود الاشعة السينية ومجهر القوة الذرية اثبت البحث ان فجوت الطاقة تتغير متوافقة مع تركيز اليود. ويمكن ان نستنتج امكانية تحضيراغشية متعدد الثايوفين المطعم باليود باستعمال البلمرة ببلازما النفث المعززه بالترذيذ والعاملة بالضغط الجوي والتحكم المنتظم بفجوة الطاقة البصرية من خلال التحكم في نسبة الخلط الوزني لمزيج احادي الثايوفين واليود.

Keywords

Polythiophene iodine doping --- thin films --- optical properties --- band gap --- XRD.