為了瞭解侷域分子構形與巨觀形貌如何調控軟性半導體光電子特性，本研究選用半導體高分子Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)作為材料，以三明治結構(Sandwich Structure)液態成膜系統，搭配奈米溝槽、單分子層、與表面能調控奈米纖維有序性，以此改變高分子主幹微觀的延展性，擴大分子間交互作用的範圍後可在巨觀尺度形成高分子纖維，製造侷域與非侷域電子結構。 本實驗自行設計並架設異向性量子效能系統，運用分色鏡與濾波器等光學零件，並以步進馬達轉動相位波板調變雷射極化，能同時量測樣品的極化拉曼散射頻譜和極化螢光頻譜；以極化拉曼散射頻譜求得高分子薄膜相對全角度極化光的分子震盪，得到侷域分子構形的指向性分佈搭配極化螢光頻譜即可得知分子層級電子結構對形貌的響應。由於軟性半導體的電子結構與構形高度相關，調控電子結構理應反應在機械性質上，因此異向性量子效能系統亦可在量測中給予樣品電壓，反向觀察電子結構動力學響應如何影響不同分子軸向的震盪，雙向解析光電子特性與分子構形的機械能轉換。 本研究藉由調控分子間作用力形成微觀有序的分子排列，巨觀上也是高度有序的纖維結構，並透過積分球為核心的異向性量子效能系統，定量分析電子結構和分子排列的關聯性。全角度極化拉曼散射頻譜可了解高分子主幹排列傾向外，並分析低有序扭結(kink)引發的散射對載子遷移率的影響。發光效能則以菲涅耳方程式(Fresnel equations)搭配布格-朗伯-比爾定律（Bouguer–Lambert–Beer Law）來排除矽基板的吸收，相對準確地求得螢光量子產率(Photoluminescence Quantum Yield ，PLQY)。
Correlating electronic structures and performance to anisotropic conformations of molecules via the extension of local ordering and carrier densities in polymeric semiconductors
威伸, 林. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis