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Substrate morphology repetition in 'thick' polymer films

机译：“厚”聚合物薄膜中的基质形态重复

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Using Grazing-incidence small-angle scattering (GISAXS) technique we investigated the surface morphology of polymer films spin-coated on different silicon substrates. As substrates we used either technologically smooth silicon wafers or the same silicon wafer coated with thin aluminium or gold films which show a granular structure at the surface. Although the polymer thickness exceeds 300 nm the GISAXS pattern of the film shows the same in-plane angle distribution Delta2theta as the underlying substrate. Annealing the polymer films at a temperature above its glass transition temperature Delta2theta changed from a broad to a narrow distribution as it is typically for films on pure silicon. The experiment can be interpreted by roughness replication and density fluctuation within the polymer film created while spin-coating at room temperature. Due to the low segment mobility there are density fluctuations which repeat the surface morphology of the substrate. Above the glass temperature the polymer density can be homogenized independently from the morphology of the substrate. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：使用掠入射小角散射（GISAXS）技术，我们研究了旋涂在不同硅基板上的聚合物膜的表面形态。作为基材，我们使用技术上光滑的硅晶片，或者使用涂有薄铝膜或金膜的相同硅晶片，这些铝膜或金膜在表面显示出颗粒状结构。尽管聚合物厚度超过300 nm，但薄膜的GISAXS图案显示出与下层基材相同的面内角度分布Delta2θ。聚合物薄膜在高于其玻璃化转变温度Delta2theta的温度下退火，从宽分布变为窄分布，这与纯硅上的薄膜通常相同。该实验可以通过在室温下旋涂时在聚合物膜内产生的粗糙度复制和密度波动来解释。由于低的片段迁移率，存在密度波动，其重复了基底的表面形态。在玻璃温度以上，聚合物密度可以独立于基底的形态均匀化。 （C）2004 Elsevier B.V.保留所有权利。

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