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

Manal Midhat Abdullah

doi:10.30723/ijp.v12i25.313

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.

Highlights

The employment of plasma polymerization for synthesis of novel thin film materials has become attractive and has been an active area of research in the past recent-years [1]
FTIR analysis: The FTIR spectra of thiophene as a monomer and Iodine-doped polythiophene thin films polymerized by plasma shown in Figs.2(a, b, c, d and e)
The FTIR spectrum for both monomer and plasma polymerized thiophene are comparable for their respective functional groups

Summary

Introduction

The employment of plasma polymerization for synthesis of novel thin film materials has become attractive and has been an active area of research in the past recent-years [1]. ‫الخلاصة‬ ‫اغشية متعدد الثايوفين المطعمة باليود حضرت باستعمال البلمرة ببلازما النفث والعاملة بالضغط الجوي والمعززة بالرذاذ‬ ‫ وانجز التطعيم باليود موضعيا وذلك بخلط بلورات اليود مع احادي الثايوفين وبنسب خلط وزنية هي‬.‫وعند درجة حرارة الغرفة‬ ‫ انجز التحليل الكيمياوي التركيبي للاغشية متعددة الثايوفين النقية والمطعمة باليود والمعاملة حراريا‬.%7‫ و‬%5‫ و‬%3‫ و‬%1 ‫ حددت فجوة الطاقة البصرية للاغشية من دراسة طيف الامتصاص‬.‫باستعمال مطياف تحليلات فورير للاشعة تحت الحمراء‬ ‫ ان التغير في تركيب متعدد الثايوفين المطعم تم الحصول عليه‬.‫ على اساس ان الانتقال من النوع المباشر‬Tauc ‫باستعمال رسم‬ ‫ ومن تحليل‬.‫من دراسة طيف تحليلات فورير للاشعة تحت الحمراء وطيف الامتصاص في المنطقة فوق البنفسجية والمرئية‬ ‫ ويمكن ان نستنتج‬.‫نتائج حيود الاشعة السينية ومجهر القوة الذرية اثبت البحث ان فجوت الطاقة تتغير متوافقة مع تركيز اليود‬ ‫امكانية تحضيراغشية متعدد الثايوفين المطعم باليود باستعمال البلمرة ببلازما النفث المعززه بالترذيذ والعاملة بالضغط الجوي‬

Results

Conclusion