Análise Guiada por Visão Computacional de Imagens GIWAXS de Filmes Finos do Semicondutor Orgânico C8-BTBT sob Deformação: um Pipeline Projetado para Séries Resolvidas no Tempo
GIWAXS. semicondutores orgânicos. C8-BTBT. processamento digital de imagens. segmentação de imagens. deformação em filmes finos. pipeline de análise.
Um procedimento automatizado para a análise de imagens de espalhamento de raios X a ângulos altos sob incidência rasante — Grazing Incidence Wide-Angle X-Ray Scattering (GIWAXS), de filmes finos tensionados de semicondutores orgânicos é desenvolvido e aplicado. O procedimento é um pipeline projetado para séries resolvidas no tempo, e é demonstrado aqui nos dois quadros disponíveis para este trabalho: um registrado antes do estiramento e outro a uma elongação aplicada de cerca de 30 %, ambos do mesmo filme de C8-BTBT depositado a vácuo. Os quadros do detector são normalizados pelo fluxo incidente, corrigidos pelo fundo do ar, mascarados para defeitos do detector e para o horizonte da amostra, e mapeados para o espaço recíproco pelas transformações de incidência rasante. As features de difração são isoladas por uma transformação logarítmica seguida de um top-hat morfológico e de um limiar de Otsu variável, e são então rotuladas como componentes conexos, de modo que a região de cada feature é delimitada automaticamente e não traçada à mão; a seleção das reflexões que carregam a leitura física, em contraste, segue critérios definidos pelo autor e explicitamente enunciados. A posição no espaço recíproco, a intensidade integrada e as larguras radiais e azimutais de cada feature são determinadas por ajustes gaussianos, lorentzianos, de Voigt e de pseudo-Voigt selecionados pelo critério de informação de Akaike, e as features são associadas de um quadro ao seguinte por rastreamento de centroide mais próximo. Três tendências são observadas entre os dois quadros. Todas as reflexões se deslocam para 𝑞 menores, por menos de 2 % da elongação macroscópica, um deslocamento comum que também pode ser afetado pela geometria da medida; as reflexões no plano se alargam por uma quantidade que cresce com o vetor de espalhamento; e as intensidades diminuem, o que admite uma leitura do tipo Debye-Waller, entre outras possíveis. Os resultados sugerem que o processamento clássico de imagens é suficiente para a descrição automática e reprodutível das features de difração de imagens GIWAXS de filmes conjugados tensionados.