經刷膜處理的 OTS 自組裝薄膜 AFM 觀測結果

在這部分所觀測的樣品皆為使用刷膜技術處理的OTS自組裝薄膜 表面，觀察在各種不同條件下OTS自組裝薄膜樣品經刷膜處理過後是 否有差異，並且與上述未經刷膜處理過的樣品結果比較之。首先討論 經刷膜處理無水環境OTS自組裝薄膜，無水OTS溶液分別浸泡1.5小 時、48小時、84小時與7天之後再經過刷膜處理的樣品AFM影像（如 圖4-14所示）。藉由影像粗糙度分析各條件下均方根粗糙度結果－浸 泡1.5小時樣品rms = 0.325 nm、浸泡48小時樣品rms = 0.333 nm、浸泡 84小時樣品rms = 0.920 nm與浸泡7天樣品rms = 0.816 nm。可以明顯 發現透過經過刷膜處理的樣品比起原本未經刷膜處理的樣品平坦許 多，尤其在浸泡84小時與7天圖形明顯表現出來。經過刷膜過程在原 本樣品中應有多層OTS較高處消失，相對於未刷膜結果（圖4-8與圖 4-9）表面更為平坦。浸泡時間48小時再經過刷膜處理結果讓表面均 方根粗糙度下降到 0.333 nm（小範圍下降到0.207 nm），這樣的平坦 度可以作為後續實驗試做有機場效電晶體的基材，確保有機場效電晶 體基材表面平整度有相當的水準，並且期望在這條件下的場效電晶體 性質有較佳表現。

圖4-14 OTS經刷膜處理的AFM影像，(a)無水OTS溶液浸泡1.5小時(b)無水OTS溶液浸泡48小時 (c)無水OTS溶液浸泡84小時(d)無水OTS溶液浸泡7天。

(a) (b) (c) (d)

0.325 nm 0.920 nm 0.816 nm

0.333 nm 0.207 nm

rub rub

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有水環境下OTS多層膜對於刷膜結果（圖4-15）也是有相同的發 現，對於高度相對高的部分都會因為刷膜而被去除，留下的部分為高 度相當的部分，因此也可以觀察到相對於原本有極大差異的圖形表 現。對於刷膜技術處理過的OTS表面會由於刷膜帶走多層部分使整體 表面平坦化且大範圍整體粗糙度有顯著下降。在AFM影像中，可以 發現到表面上都有明顯直條紋的圖案出現，且這些條紋的高度大約在 20 nm以下，與其他條件的樣品有明顯的差異存在。

仔細觀察這些條紋圖案可以發現到條紋方向與刷膜方向成平 行。推測這些條紋的來源為有水OTS溶液所形成的石筍狀的OTS分子 多層結構受到刷膜絨布的破壞而造成。刷膜過程中絨布對於樣品上有 強烈的機械作用力，而這作用力沿刷膜方向在樣品上留下刮痕（在無 水OTS溶液條件下也有刮痕存在，但並不明顯）然而在有水環境下，

因樣品表面上有許多高低差異太大的石筍狀OTS分子多層結構受到 刷膜而造成結構末端斷裂，使原本樣品高度差異改變至高度差約在 20 nm左右。但有部分多層結構並沒有受到刷膜而造成斷裂，而會跟 隨著刷膜滾筒方向移動並且受力變形，受力變形方向與刷膜方向平 行，這些受力變形的多層膜結構就為AFM影像中看到直條紋狀結 構。因此在有水條件下可以明顯觀察到刷膜對表面的作用力並且造成 表面有明顯因刷膜產生的直條紋與石筍狀結構被破壞使得高度差約 為20 nm左右。

圖4-15 OTS經刷膜處理的AFM影像，(a)有水OTS溶液浸泡3天(b)有水 OTS溶液浸泡7天。

(b) (a)

rub

1.945 nm

rub

1.816 nm