Sebeuspořádání polyolefinů deponovaných z plynné fáze na rozhraní vakua a pevné látky

Byly zkoumány interakce mezi polyolefiny a křemíkovými substráty při depozici z plynné fáze ve vakuu. Simulace pomocí molekulární dynamiky ukázaly, že polyolefiny se po adsorpci rozbalí, a že dvě makromolekuly stačí pro vytvoření stabilního zárodku. AFM měření se superostrým hrotem ukázala formování 3,5 nm velkých globulárních klastrů, které se dále transformovaly do 2D ostrůvků. Ostrůvky rostly horizontálně prostřednictvím přidávání nových molekul na jejich okraj při zachování tloušťky. Vývoj velikosti ostrůvků byl charakterizován prostřednictvím diagramu zóny záchytu s využitím generalizovaného Wignerova škálování. Zjištěná kritická velikost ostrůvků byla 1, v souladu se simulacemi pomocí molekulární dynamiky. Delší doby depozice vedly ke srůstání ostrůvků a vyhlazování jejich povrchu s růstovým exponentem γ = –0,33 a dynamickým exponentem 1/z = –0,21. Vyhlazování je doprovázeno krystalizací vedoucí k vytvoření ortorombických polyolefinových krystalů detekovaných pomocí XRD.Interactions between polyolefins and silicon substrates are investigated upon their physical vapor deposition under vacuum. Molecular dynamics simulations show that polyolefins unfold upon adsorption and that two macromolecules suffice to produce a stable nucleus. Supersharp probe AFM measurements reveal the formation of 3.5 nm globular clusters that further transform into two-dimensional islands. The islands grow via attachment-limited aggregation by accepting new molecules from the edge, keeping the thickness constant and expanding laterally. The evolution of the island growth is analyzed within the framework of capture zone distribution analysis using generalized Wigner scaling. The critical island size is found to be 1, confirming the results of molecular dynamics simulations. Upon longer deposition times, the islands coalesce, whereas their surface smoothens with a growth exponent of γ = –0.33 and a dynamic exponent of 1/z = –0.21. Smoothening is accompanied by crystallization phenomena that result in the formation of orthorhombic polyolefin crystals, as detected by XRD