Возбужденные состояния в полиариленфталидах при фото- и электролюминесценции

• Автор: Мамыкин, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Современное состояние исследований в области синтеза полиарнленфталндов - несонряженных полимеров, перспективных для применения в оптоэлсктроннкс
1.2.1. Ароматические углеводороды
1.3. Трнарилмстнльные радикалы: краткая история, получение и свойства.
1.4. Общие свойства полиарнленфталндов
1.5. Люминесценция полимеров
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Полнариленфталнды
2.2. Реактивы
2.2.1. Очистка растворителей
2.2.2. Приготовление исследуемых образцов
2.3. Приборы и методики измерения
2.3.1. Измерения спектров фотолюминесценции
2.3.2. Измерения послесвечения пленок ПАФ
2.3.3. Измерения электролюминесценции пленок ПАФ
2.3.4. Измерения влияния постоянного магнитного поля на ЭЛ
2.3.5. Температурные измерения пленок ПАФ
2.3.6. Измерения времен жизни возбужденных состояний макромолекул ПАФ. 46 ГЛАВА 3. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОЛИАРИЛЕНФТАЛИДОВ
3.1. Общая характеристика наблюдаемых эффектов
3.2. Химическая структура полимеров и нх теоретические модели
3.3. О влиянии катализатора на фотолюминссцснтныс свойства полимеров.
3.4. Фотолюминесценция ПДФ и ПФФ
3.4.1. Электронные спектры поглощения ПДФ и ПФФ
3.4.2. Динамика спектров люминесценции ПДФ и ПФФ
3.4.2.1. Влияние длины волны возбуждающего света
3.4.2.2. Предполагаемые эмиттеры люминесценции
3.4.2.3. Изменение спектров люминесценции ПАФ при длительной экспозиции
3.5. Рекомбинационная люминесценция пленок нолиариленфталндов
3.5.1. Кинетика затухания свечения пленок ПАФ
3.5.2. ЭПР-идентификация активных центров в пленках ПАФ
3.6. ИРТ-исследование процесса разделения зарядов
3.6.1. Выбор модели
3.6.2. Результаты теоретических расчетов
3.6.2.1. Редукция структурной модели
3.6.2.2. Расчет свойств полимерной цепи ПАФ
3.6.3. О механизме разделения зарядов
3.6.3.1. Анализ величин 1Р и ЕА
3.6.3.2. Анализ электронной и спиновой плотности
3.6.3.3. Схема процесса
3.7. Способы активации рекомбинационной люминесценции пленок ПАФ.
3.7.1. Альтернативные методы генерации послесвечения ПАФ
3.7.1.1. Инициирование послесвечения ПАФ видимым светом
3.7.1.2. Послесвечение, инициированное электровозбуждением пленок ПАФ
3.7.2. Термостимулированная люминесценция ПАФ
3.7.2.1. Рекомбинационная люминесценция при положительных температурах
3.7.2.2. Криолюминесценция ПАФ
3.8. Влияние постоянного магнитного поля на электролюминесценцию пленок СПАЭК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
В настоящее время органические полимерные материалы широко используются для целей оптоэлектроники и идёт активный поиск новых. Одной из разновидностей полимеров, пригодных для этих целей, могут быть ароматические высокомолекулярные соединения класса несопряженных кардовых полимеров - полиариленфталиды (ПАФ). Удивительными свойствами обладают тонкие плёнки полиариленфталидов. В отличие от хорошо известных электропроводящих, в основном, сопряжённых полимеров, несопряжённые полимеры класса полиариленфталидов принято называть электроактивпыми. С точки зрения физико-химических свойств ПАФ привлекают, прежде всего, своей высокой тепло- и термостойкостью. Они выдерживают температуру до 450°С и выше. При этом ПАФ обладают люминесценцией, хорошими оптическими и электрофизическими свойствами. Эти полимеры химически устойчивы и обладают ценными технологическими качествами - хорошими плёнкообразующими свойствами, растворимы во многих органических растворителях. ПАФ в толстых плёнках являются хорошими диэлектриками, по в тонких слоях у них наблюдаются переходы из диэлектрического в высоко-проводящее состояние, индуцированное различными слабыми воздействиями: электрическим полем, давлением, температурой, бомбардировкой электронным пучком. Выяснение механизмов возникновения этих состояний представляет как фундаментальный, так и практический интерес. Предполагается, что и люминесценция ПАФ, и его высокопроводящее состояние обусловлены образованием активных интермедиатов при энергетическом воздействии на полимер, однако их химическая природа и свойства мало изучены. В связи с этим, актуальным является исследование люминесценции ПАФ различного химического строения, инициированной фото-, термо- и электровозбуждением, которое позволит более глубоко понять природу необычных явлений в ПАФ.

фотодеградации, фотоокисления, термостабильности [153-155, 158, 159, 162-164].
За последние 30-50 лет значительно увеличилось количество выявленных и/или востребованных функциональных свойств полимеров, которые привлекают пристальное внимание исследователей. Это стимулировало исследование синтеза и свойств новых полимеров. При этом все большее внимание уделяется задаче получения полимеров с такими функциональными свойствами, которые позволяют отнести их к так называемым «умным» полимерам [165-177]. К 90-м годам 20 века возникла потребность в использовании полимерных материалов для нужд нарождающейся молекулярной электроники в качестве альтернативы применению традиционных неорганических полупроводников. К этому времени химики-синтетики стали создавать полимеры с предсказуемыми физико-химическими свойствами, что повысило ещё больше интерес к новым полимерным материалам. В этом отношении спрос на полимеры можно условно разделить на три сферы потребления.
1. Материалы для создания светоизлучающих панелей, светодиодов, дисплеев, лазеров на основе люминесцирующих материалов. Для этой цели в основном использованы полисопряжённые полимеры (производные полифе-ниленвинилена, поливинилкарбазол, полифлуорен, полипарафенилен), допи-рованные люминофорами, красителями, наночастицами.
2. Материалы, обладающие высокой чувствительностью к свету, пригодные для создания «солнечных» элементов, сенсоров.
3. Материалы с широким набором функциональных свойств, так называемые «умные» полимеры. Это системы способные к самоорганизации, построенные так, что они, считывая внешний сигнал, его обрабатывают и формируют некоторый функциональный отклик.
Такие системы, используя механизмы обратной связи, в состоянии проводить самодиагностирование и самовосстановление. Как правило, это могут быть композитные материалы со сложным поведением, зависящим от внешних воздействий на них. Например, к таким материалам можно отнести