A new synthetic route, to prepare an alkylated indacenodithieno[3,2-b]thiophene-based nonfullerene acceptor (C8-ITIC), is reported. Compared to the reported ITIC with phenylalkyl side chains, the new acceptor C8-ITIC exhibits a reduction in the optical band gap, higher absorptivity, and an increased propensity to crystallize. Accordingly, blends with the donor polymer PBDB-T exhibit a power conversion efficiency (PCE) up to 12.4%. Further improvements in efficiency are found upon backbone fluorination of the donor polymer to afford the novel material PFBDB-T. The resulting blend with C8-ITIC shows an impressive PCE up to 13.2% as a result of the higher open-circuit voltage. Electroluminescence studies demonstrate that backbone fluorination reduces the energy loss of the blends, with PFBDB-T/C8-ITIC-based cells exhibiting a small energy loss of 0.6 eV combined with a high JSC of 19.6 mA cm−2.

The carbon 1s photoelectron spectrum is the most widely fit and analyzed narrow scan in the x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) literature. It is, therefore, critically important to adopt well-established protocols based on best practices for its analysis, since results of these efforts affect research outcomes in a wide range of different application areas across materials science. Unfortunately, much XPS peak fitting in the scientific literature is inaccurate. In this guide, we describe and explain the most common problems associated with C 1s narrow scan analysis in the XPS literature. We then provide an overview of rules, principles, and considerations that, taken together, should guide the approach to the analysis of C 1s spectra. We propose that following this approach should result in (1) the avoidance of common problems and (2) the extraction of reliable, reproducible, and meaningful information from experimental data.

Abstract Biological fluoride ion channels are sub-1-nanometer protein pores with ultrahigh F − conductivity and selectivity over other halogen ions. Developing synthetic F − channels with biological-level selectivity is highly desirable for ion separations such as water defluoridation, but it remains a great challenge. Here we report synthetic F − channels fabricated from zirconium-based metal-organic frameworks (MOFs), UiO-66-X (X = H, NH 2 , and N + (CH 3 ) 3 ). These MOFs are comprised of nanometer-sized cavities connected by sub-1-nanometer-sized windows and have specific F − binding sites along the channels, sharing some features of biological F − channels. UiO-66-X channels consistently show ultrahigh F − conductivity up to ~10 S m −1 , and ultrahigh F − /Cl − selectivity, from ~13 to ~240. Molecular dynamics simulations reveal that the ultrahigh F − conductivity and selectivity can be ascribed mainly to the high F − concentration in the UiO-66 channels, arising from specific interactions between F − ions and F − binding sites in the MOF channels.

Extensive efforts have been made to develop novel conjugated polymers that give improved performance in organic photovoltaic devices. The use of polymers based on alternating electron-donating and electron-accepting units not only allows the frontier molecular orbitals to be tuned to maximize the open-circuit voltage of the devices but also controls the optical band gap to increase the number of photons absorbed and thus modifies the other critical device parameter-the short circuit current. In fact, varying the nonchromophoric components of a polymer is often secondary to the efforts to adjust the intermolecular aggregates and improve the charge-carrier mobility. Here, we introduce an approach to polymer synthesis that facilitates simultaneous control over both the structural and electronic properties of the polymers. Through the use of a tailored multicomponent acceptor-donor-acceptor (A-D-A) intermediate, polymers with the unique structure A-D1-A-D2 can be prepared. This approach enables variations in the donor fragment substituents such that control over both the polymer regiochemistry and solubility is possible. This control results in improved intermolecular π-stacking interactions and therefore enhanced charge-carrier mobility. Solar cells using the A-D1-A-D2 structural polymer show short-circuit current densities that are twice that of the simple, random analogue while still maintaining an identical open-circuit voltage. The key finding of this work is that polymers with an A-D1-A-D2 structure offer significant performance benefits over both regioregular and random A-D polymers. The chemical synthesis approach that enables the preparation of A-D1-A-D2 polymers therefore represents a promising new route to materials for high-efficiency organic photovoltaic devices.

In this paper, a review of the analysis of Fe 2p3/2 peak and other transition metals in the austenitic stainless steel literature is presented. It reveals the significant shortcomings of the most widely used approaches, based on the principle of “chemistry fitting,” where single symmetric peaks are used to represent either individual oxidation states or specific compounds. No meaningful conclusions can be drawn from these commonly employed two- or three-component peak fitting (2C and 3C) approaches; the implication being that a large portion of the literature that relies on this approach is flawed. As a significantly more accurate and reliable alternative to “chemistry fitting,” we also assess “envelope fitting” (using empirical multiplet structures) and examine its limitations when applying the approach to austenitic stainless steel data. A detailed comparison of these two fitting approaches is described in Part I. For other elements such as Cr 2p, the problems associated with using single components to represent oxidation states or compounds are not as severe. It was found that it does not impact binding energy measurements, but does influence relative intensities, which will have a flow-on effect for oxide thickness calculations and obtaining a correct understanding of the surface more broadly.

Analyzing transition metal XPS peaks is widely used to determine surface composition and chemistry. However, these peaks have a complex structure, which is still the subject of investigation. Fe 2p analysis is a case in point where the multiplet structure and many-electron-effects lead to peak shapes that cannot be analyzed using standard approaches. Examination of the literature reveals that one of the most widely used approaches to data reduction when processing Fe 2p3/2 spectra involves using symmetric two- or three-component peak fitting with each peak effectively acting to capture a single chemical species (chemistry fit) in the complex spectra. Herein, this approach is compared to an envelope fit approach using Biesinger multiplet components of known iron oxides to determine how effective these methods are in reproducing iron oxide composition. Mixed oxide and metal XPS Fe 2p spectra were synthesized using reference spectra collected experimentally. For the first time, the accuracy and differences between the two approaches are reported. It is demonstrated that no meaningful conclusions can be drawn using single symmetric peaks to analyze complex Fe 2p3/2 spectra, implying that a large portion of the literature is flawed. The envelope fit approach, however, is shown to provide useful information regarding oxide ratios in mixed iron oxide materials, though limitations do exist. A methodology for evaluating the quality of XPS analysis of Fe 2p3/2 spectra is proposed for benchmarking new submissions so that reviewers, authors, and editors can assess these submissions.

This study considers how poor x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) peak fitting in the scientific literature is both affected by previous precedent and affects future published work. It focuses on a highly cited paper (the “Subject” paper) from a respected journal that contains incorrect S 2p peak fits. This paper was studied in a genealogical fashion vis-à-vis the XPS peak fitting in its “child,” “parent,” “grandparent,” and “great-grandparent” papers. Interestingly, precedents were not followed to a high degree between parent and child papers. However, in many cases, even when the authors of a study did not follow the incorrect precedent that they cited, they still incorrectly fit their data. Thus, not necessarily for good reasons, the effects of poor XPS peak fits on future generations of papers may be less than some experts had expected or feared. In many cases, older papers appear to contain better XPS peak fitting than newer ones.