Исследование фотопроцессов в системе "краситель в полимерной матрице"

• Автор: Тараканова, Евгения Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Глава I. Обзор литературы
1.1.Спектральные свойства жидких и твердых 12 растворов красителей
1.2. Элементарные Фотофизические процессы
1.3. Фотохимические процессы
1.4. Запись светоиндуцированных решеток в системе 25 "краситель + полимер" и ее описание.
1.5. Постановка задачи
Глава II. Спектральное исследование растворов
эозина
2.1. Приготовление образцов и методика проведения 33 эксперимента.
2.2. Спектральные исследования водных и желатиновых 34 растворов
2.3. Определение доли ассоциатов в растворе Выводы
Глава III. Моделирование фотовосстановления
ксантеновых красителей в полимерных
растворах.
3.1. Физическая модель исследуемого объекта
3.2. Кинетическая схема фотопроцессов
3.3. Основные кинетические закономерности. -у
Выводы

Глава IV. Исследование роли высших возбужденных
состояний при фотовосстановлении красителя в поле лазерного излучения.
4.1. Квазистационарное решение системы уравнений материального баланса с учетом высших триплетных состояний.
4.3. Сравнение результатов модельного расчета с экспериментальными данными.
5.1. Распределение концентрации красителя в образце в интерференционном поле лазерного излучения.

4.2. Экспериментальное исследование
фотовосстановления эозина К в желатине.

4.4. Экспериментальное доказательство участия в
фотохимической реакции высших возбужденных
состояний
Выводы
Глава V. Кинетика светоиндуцированной фотохимической решетки с учетом процессов переноса

5.2. Моделирование построения светоиндуцированной фотохимической решетки в оптически плотной среде.
5.3. Сравнение результатов модельного расчета и эксперимента по кинетике формирования уд
светоиндуцированной решетки.
5.4. Влияние диффузии на кинетику построения СИР.

5.5. Определение коэффициента диффузии из совместного анализа данных эксперимента и
модельного расчета.
5.6. Результаты записи СИР и определение их характеристик
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

С научно-практической точки зрения органические красители являются интереснейшим объектом исследования. Повышенный практический интерес к изучению фотофизических процессов и фотохимических реакций с участием красителей обусловлен их использованием в разработках новых носителей для оптической записи информации на основе фотохромии. Фотохимические реакции служат дополнительным каналом дезактивации возбужденных состояний и их изучение позволяет прояснить многие стороны явлений спектроскопии органических молекул, работы активных сред лазеров на красителях, мсдико-биологических применений лазерного излучения, фотостойкости органических материалов. Раскрытие механизмов фотопревращений требует как применения уникальных дорогостоящих экспериментальных установок и методов (лазерная хроноскопия, кинетическая спектроскопия и др.), так и выполнения теоретикокинетического анализа, который в рамках общей математической модели оказывается либо невозможным, либо не приводит к наглядным аналитическим результатам. В связи с этим поиск и использование разумных упрощений в таких сложных системах становится практически важным.
Особый интерес связан с использованием красителей в полимерном носителе в оптических элементах памяти из-за ряда преимуществ перед другими средами (например слоями теллура и его сплавами): устойчивость к действию кислорода воздуха, нетоксичность, относительно дешевая технология изготовления, возможность изменения оптических и термохимических свойств путем модификации структуры, низкие значения температуры плавления и теплопроводности и др. [1]. Исследования красителей в поле лазерного излучения в последние десятилетия интенсивно ведутся многими зарубежными фирмами (в том числе Центре исследования IBM в США, Центре исследования SONY Corporation в Японии) [2,3], занимающимися технологическими разработками носителей информации. Научный интерес к этой области не ослабевает и сейчас [4-8]. Задачи, решаемые в настоящей работе, находятся в русле исследований по проблеме оптической записи информации в тонких пленках твердых полимерных растворов

фотореакции по сравнению с константами скоростей остальных фотопроцессов
{^сИ крИ > > ^Л7’ [!')
3.3. Основные кинетические закономерности.
Результаты расчета зависимости концентраций различных форм красителя (в основном, триплетном и восстановленном состояниях) от времени облучения в непрерывном режиме представлены на рис 3.2. Из рисунка видно, что за промежуток времени до 10"2 с происходит существенное перераспределение заселенностей между основным и возбужденным триплетным состоянием красителя и созданный квазистационарный контраст концентраций в состояниях и Гу медленно обесценивается за счет перехода красителя в бесцветную форму. Возбужденное синглетное состояние быстро релаксирует за счет флуоресценции и интеркомбинационной конверсии и его заселенность составляет величину на 4-5 порядков ниже заселенностей и Г/ (заселенность Б] на рис. 3.2 не отражена). Расчет показывает, что существенное влияние продукта КН2 на оптикоспектральные свойства раствора красителя проявятся на временах равных 103-104 с, по истечении которого краситель полностью перейдет в фотовосстановленную форму.
[в,], [Г,], [КН2]
10 “ ю-3 10-2 1 о-1 10° 101 102 юз 104
Рис.3.2. Зависимость концентраций начальной (1), триплетной (2), бесцветной (3) форм красителя (эозина) от времени облучения. Интенсивность излучения 0.05 Втсм"2 (сплошные линии), 0.5 Втсм"2 (пунктир).