<div dir="ltr"><br>COLOQUIOS DEL DEPARTAMENTO DE FÍSICA FCEYN - UBA<br><br><br>              En el Aula Seminario, 2do piso, Pab. I,<br><br>              Jueves 27/10, 14hs:              <br>           <br>              MARCUS MULLER<br>                           <br>              University of Göttingen<br><br> <b><br>Defect motion and annihilation in DSA of lamella-forming copolymers</b><br><br>Applications of DSA require defect densities of less than one defect per 100 cm2. Since the excess free energy of a defect exceeds the thermal energy scale by far, the equilibrium defect density is vanishingly low, and defects observed in experiments and simulation kinetically arise in the course of structure formation. The kinetics of structure formation from an initially disordered structure can be divided into two stages: First, the topographic or chemical guiding patterns direct the spontaneous, spinodal microphase separation into structures that are orientated and registered with respect to the guiding pattern but riddled with defects. Subsequently, these defects move in response to long-range strain fields, collide, and may annihilate upon collision. The thermodynamics of dislocations in thin films of lamella-forming diblock copolymers, their glide and climb motions, and the mechanisms of defect annihilation are investigated using Single-Chain-in-Mean-Field (SCMF) simulations and self-consistent field theory (SCFT) in conjunction with the string method. The glide motion of a prototypical dislocation defect perpendicular to the stripe pattern is characterized by large free-energy barriers. These barriers not only stem from altering the domain topology; an additional barrier arises from a small-amplitude but long-range domain displacement. In contrast, the climb motion along the stripes does not involve any free-energy barrier. Thus the perpendicular distance (“impact parameter”) between a pair of defects is approximately conserved. Dislocation pairs with opposite Burgers vectors attract each other and move towards each other (“collide”) via climb motion. We find that the forces between apposing defects significantly depend on the dimension of the guiding patterns. Moreover, we observe in SCMF simulations that the defect annihilation time qualitatively and non-monotonously depends on the defect’s perpendicular distance and rationalize this finding by the collective kinetics along the minimum free energy path (MFEP) and the single-chain dynamics in an inhomogeneous environment. Importantly, at intermediate segregation, χN &lt; χN*, dislocation defects are not even metastable but spontaneously annihilate upon collision. This opens opportunities for process-directed self-assembly where by varying external thermodynamic control parameters – like temperature or solvent content – one tailors the kinetics of structure formation.</div>