Abstract
This work is dedicated to the elucidation of surface dipole ordering in nanoscale thin polymer layers. The experimental study of submicron-film dielectric electroactive polydiphenylenephthalide polymer has revealed that it is composed of the side phthalide groups with a relatively large dipole moment. The interest in this polymer is due to the abnormally high conductivity of the polymer/polymer interface, which has previously been associated with the possible superficial ordering of phthalide groups. Piezoresponse force microscopy has been used to explore the surface of submicron films produced by centrifugation. The manifestation of the spontaneous polarization indicates the dipole ordering. Besides this, the polarization and relaxation in samples with different thicknesses have been investigated in order to determine the volume and the surface contribution to the polarization films. A reduction in the thickness is established to amplify the piezoelectric response of the signal and the electrically generated domains acquire the ideal radial shape. This confirms the predominant contribution to the orientation processes from the surface layers of the polymer film. The polarization switching manifested as the alteration of the contrast of the piezoelectric response signal in the applied different-polarity fields has been highlighted. The presence of these surface phenomena is involved to explain the unique electronic properties of the interfaces in the polar organic dielectrics.
Highlights
This paper considers the problem of surface dipole ordering of thin polymer layers with nanometer range thicknesses
We have experimentally studied submicron dielectric films of electrically active polydiphenylenephthalide polymer composed of molecules that included a side phthalide group with a relatively large dipole moment
The interest to this polymer is caused by an abnormally high conductivity at the polymer/polymer interface which was previously associated with possible superficial ordering of the phthalide groups
Summary
Рассмотрена проблема поверхностного дипольного упорядочения тонких полимерных слоев в нанометровой области толщин. Для определения объемного и поверхностного вклада в поляризацию пленок, исследованы процессы поляризации и релаксации в образцах разной толщины. При формировании полимерных пленок поверхность оказывает ориентирующее воздействие на макромолекулы или их структурные звенья, находящиеся на границе раздела. В последнее время появилось много работ, посвященных изучению аномальных электронных свойств, наблюдаемых вдоль границ раздела двух диэлектриков, в том числе и полимерных [5, 6]. Одним из условий возникновения такого рода свойств вдоль границы раздела считается наличие дипольных молекулярных групп в составе материала. Для объяснения эффекта авторы использовали предположение о наличии спонтанной поляризации поверхностного слоя полимерной пленки, вызванной дипольным. Что поверхность полимерной пленки сформирована из упорядоченных по отношению к поверхности боковых групп полимера. Цель работы — проведение прямых исследований поверхностной поляризации пленок ПДФ при помощи методик силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика (СМП). Она позволяет выявлять направление вектора поляризации, исследовать кинетику локального переключения поляризации и обладает рядом других возможностей [8, 9]
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
