We report on the thermal conductivities of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), [6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester (PCBM), poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT), and P3HT:PCBM blend thin films as measured by time domain thermoreflectance. Thermal conductivities vary from to near room temperature and exhibit minimal temperature dependence across the range from 319 to 396 K. Thermal conductivities of blend films follow a rule of mixtures, and no percolation threshold is found. Thermal annealing of blend films has a variable effect on thermal conductivity. Finally, the thermal conductivities of P3HT films do not vary with changes in film thickness from 77 to 200 nm.
REFERENCES
1.
H.
Hoppe
and N. S.
Sariciftci
, J. Mater. Res.
19
, 1924
(2004
).2.
3.
P. W. M.
Blom
, V. D.
Mihailetchi
, L. J. A.
Koster
, and D. E.
Markov
, Adv. Mater.
19
, 1551
(2007
).4.
F. C.
Krebs
, T.
Tromholt
, and M.
Jorgensen
, Nanoscale
2
, 873
(2010
).5.
F. C.
Krebs
, J.
Fyenbo
, and M.
Jorgensen
, J. Mater. Chem.
20
, 8994
(2010
).6.
G.
Li
, V.
Shrotriya
, Y.
Yao
, and Y.
Yang
, J. Appl. Phys.
98
, 043704
(2005
).7.
T. A.
Bull
, L. S. C.
Pingree
, S. A.
Jenekhe
, D. S.
Ginger
, and C. K.
Luscombe
, ACS Nano
3
, 627
(2009
).8.
R. A.
Marsh
, J. M.
Hodgkiss
, S.
Albert-Seifried
, and R. H.
Friend
, Nano Lett.
10
, 923
(2010
).9.
Y.
Shen
, K.
Li
, N.
Majumdar
, J. C.
Campbell
, and M. C.
Gupta
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
95
, 2314
(2011
).10.
D.
Chen
, A.
Nakahara
, D.
Wei
, D.
Nordlund
, and T. P.
Russell
, Nano Lett.
11
, 561
(2011
).11.
W.
Wang
, Z.
Wang
, J.
Tang
, S.
Yang
, H.
Jin
, G.-L.
Zhao
, and Q.
Li
, J. Renewable Sustainable Energy
1
, 023104
(2009
).12.
B.
Zhang
, J.
Sun
, H. E.
Katz
, F.
Fang
, and R. L.
Opila
, Appl. Mater. Interfaces
2
, 3170
(2010
).13.
O.
Bubnova
, Z. U.
Khan
, A.
Malti
, S.
Braun
, M.
Fahlman
, M.
Berggren
, and X.
Crispin
, Nature Mater.
10
, 429
(2011
).14.
C.
Hu
, M.
Kiene
, and P. S.
Ho
, Appl. Phys. Lett.
79
, 4121
(2001
).15.
S.
Shenogin
, A.
Bodapati
, P.
Keblinski
, and A. J. H.
McGaughey
, J. Appl. Phys.
105
, 034906
(2009
).16.
M. D.
Losego
, L.
Moh
, K. A.
Arpin
, D. G.
Cahill
, and P. V.
Braun
, Appl. Phys. Lett.
97
, 011908
(2010
).17.
Y.
Jin
, C.
Shao
, J.
Kieffer
, K. P.
Pipe
, and M.
Shtein
, J. Appl. Phys.
112
, 093503
(2012
).18.
J. A.
Malen
, K.
Baheti
, T.
Tong
, Y.
Zhao
, J. A.
Hudgings
, and A.
Majumdar
, J. Heat Transfer
133
, 081601
(2011
).19.
S.
Rausch
, D.
Rauh
, C.
Deibel
, S.
Vidi
, and H. P.
Ebert
, Int. J. Thermophys.
34
(5), 820
–830
(2013
).20.
G.
Chen
, M. S.
Dresselhaus
, G.
Dresselhaus
, J.-P.
Fleurial
, and T.
Caillat
, Int. Mater. Rev.
48
, 45
(2003
).21.
M. S.
Dresselhaus
, G.
Chen
, M. Y.
Tang
, R.
Yang
, H.
Lee
, D.
Wang
, Z.
Ren
, J.-P.
Fleurial
, and P.
Gogna
, Adv. Mater.
19
, 1043
(2007
).22.
A.
Henry
and G.
Chen
, Phys. Rev. B
79
, 144305
(2009
).23.
S.
Shen
, A.
Henry
, J.
Tong
, R.
Zheng
, and G.
Chen
, Nat. Nanotechnol.
5
, 251
(2010
).24.
25.
D. G.
Cahill
and R. O.
Pohl
, Phys. Rev. B
35
, 4067
(1987
).26.
D. G.
Cahill
, S. K.
Watson
, and R. O.
Pohl
, Phys. Rev. B
46
, 6131
(1992
).27.
D.
Chirvase
, J.
Parisi
, J. C.
Hummelen
, and V.
Dyakonov
, Nanotechnology
15
, 1317
(2004
).28.
H.
Hoppe
and N. S.
Sariciftci
, J. Mater. Chem.
16
, 45
(2006
).29.
M.
Campoy-Quiles
, T.
Ferenczi
, T.
Agostinelli
, P. G.
Etchegoin
, Y.
Kim
, T. D.
Anthopoulos
, P. N.
Stavrinou
, D. D. C.
Bradley
, and J.
Nelson
, Nature Mater.
7
, 158
(2008
).30.
G.
Dennler
, M. C.
Scharber
, and C. J.
Brabec
, Adv. Mater.
21
, 1323
(2009
).31.
D. G.
Cahill
, Rev. Sci. Instrum.
75
, 5119
(2004
).32.
A. J.
Schmidt
, X.
Chen
, and G.
Chen
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 114902
(2008
).33.
P. E.
Hopkins
, B.
Kaehr
, L. M.
Phinney
, T. P.
Koehler
, A. M.
Grillet
, D.
Dunphy
, F.
Garcia
, and C. J.
Brinker
, J. Heat Transfer
133
, 061601
(2011
).34.
P. E.
Hopkins
, J. C.
Duda
, S. P.
Clark
, C. P.
Hains
, T. J.
Rotter
, L. M.
Phinney
, and G.
Balakrishnan
, Appl. Phys. Lett.
98
, 161913
(2011
).35.
M.
Shin
, H.
Kim
, J.
Park
, S.
Nam
, K.
Heo
, M.
Ree
, C.-S.
Ha
, and Y.
Kim
, Adv. Funct. Mater.
20
, 748
(2010
).36.
D. G.
Cahill
, K.
Goodson
, and A.
Majumdar
, J. Heat Transfer
124
, 223
(2002
).37.
P. E.
Hopkins
, J. R.
Serrano
, L. M.
Phinney
, S. P.
Kearney
, T. W.
Grasser
, and C. T.
Harris
, J. Heat Transfer
132
, 081302
(2010
).38.
Y. K.
Koh
, M.-H.
Bae
, D. G.
Cahill
, and E.
Pop
, Nano Lett.
10
, 4363
(2010
).39.
A. J.
Schmidt
, R.
Cheaito
, and M.
Chiesa
, Rev. Sci. Instrum.
80
, 094901
(2009
).40.
F. P.
Incropera
and D. P.
DeWitt
, Fundamentals of Heat and Mass Transfer
, 5th ed. (Wiley
, 2002
).41.
P. S. O.
Patrício
, H. D. R.
Calado
, F. A. C.
de Oliveira
, A.
Righi
, B. R. A.
Neves
, G. G.
Silva
, and L. A.
Cury
, J. Phys.: Condens. Matter
18
, 7529
(2006
).42.
J. R.
Olson
, K. A.
Topp
, and R. O.
Pohl
, Science
259
, 1145
(1993
).43.
M. T.
Rispens
, A.
Meetsma
, R.
Rittberger
, C. J.
Brabec
, N. S.
Sariciftci
, and J. C.
Hummelen
, Chem. Commun.
2116
(2003
).44.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4812234 for more information regarding the assumed heat capacities of PCBM.
45.
C.
Thomsen
, J.
Strait
, Z.
Vardeny
, H. J.
Maris
, J.
Tauc
, and J. J.
Hauser
, Phys. Rev. Lett.
53
, 989
(1984
).46.
C.
Thomsen
, H. T.
Grahn
, H. J.
Maris
, and J.
Tauc
, Phys. Rev. B
34
, 4129
(1986
).47.
R. M.
Costescu
, M. A.
Wall
, and D. G.
Cahill
, Phys. Rev. B
67
, 054302
(2003
).48.
A. J.
Bullen
, K. E.
O'Hara
, D. G.
Cahill
, O.
Monteiro
, and A.
von Keudell
, J. Appl. Phys.
88
, 6317
(2000
).49.
J. C.
Duda
, P. E.
Hopkins
, Y.
Shen
, and M. C.
Gupta
, Phys. Rev. Lett.
110
, 015902
(2013
).50.
D. G.
Cahill
, personal communication (2013
).51.
W.
Yin
and M.
Dadmun
, ACS Nano
5
, 4756
(2011
).52.
B.
Abeles
, D. S.
Beers
, G. D.
Cody
, and J. P.
Dismukes
, Phys. Rev.
125
, 44
(1962
).53.
R.
Cheaito
, J. C.
Duda
, T. E.
Beechem
, K.
Hattar
, J. F.
Ihlefeld
, D. L.
Medlin
, M. A.
Rodriguez
, M. J.
Campion
, E. S.
Piekos
, and P. E.
Hopkins
, Phys. Rev. Lett.
109
, 195901
(2012
).54.
© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.