Исследование особенностей переноса заряда в полиариленфталидах методом термостимулированного тока

• Автор: Мошелёв, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§1.1 Роль методов термоактивационной токовой спектроскопии в исследовании электрических свойств материалов

§ 1.2 Метод термостимулированного тока

§1.3 Материалы, исследуемые методами термоактивационной токовой спектроскопии

§1.4 Проводящие полимеры

§ 1.5 Заключение

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

§ 2.1 Полидифениленфталид и его свойства

§ 2.2 Методика измерения ТСТ
§ 2.3 Методика измерения вольтамперных характеристик 63 § 2.4 Приготовление полимерной пленки
§ 2.5 Приготовление металлических электродов
§ 2.6 Анализ ошибок измерения
§ 2.6.1 Прямые измерения
§ 2.6.2 Косвенные измерения
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА 72 §3.1 Исследование ТСТ полидифениленфталида
§3.2 Оценка параметров носителей заряда полимера вблизи порога термостимулированного переключения
§3.3 Влияние материалов электродов на спектр ТСТ ПДФ
§3.4 Влияние электрического поля на спектр ТСТ ПДФ
§3.5 Сканирование ловушечных состояний в запрещенной зоне диэлектрика путем измерения ВАХ в термодинамически неравновесном режиме

§3.6 Выводы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НА ТРАНСПОРТ ЗАРЯДОВ В СОПОЛИАРИЛЕНЭФИРКЕТОНАХ
§4.1. Сополимеры полиариленэфиркетонов
§4.2. Исследование сополиариленэфиркетонов с различным содержанием фталидного фрагмента
§4.3. Исследование сополиариленэфиркетонов с различным содержанием флуоренового фрагмента
§4.4. Выводы
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время известны две группы органических полимеров, обладающих высокой проводимостью. Первые - это полимеры обладающие системой я-сопряженных валентных электронов. Исследованию физических свойств сопряженных полимеров посвящено большое количество работ [1-3]. Примерами таких соединений являются полиацетилен, полифенилен и многие другие. Увеличивающийся в последнее время интерес к этим материалам связан с тем, что на их основе конструируются органические транзисторы, светодиоды и дисплеи, полимерные лазеры и солнечные батареи [4].
Менее исследована вторая группа полимеров, в которой нет системы тс-сопряженных валентных электронов, однако их проводимость может достигать значений близким к значению проводимости металлов [5,6].
При объяснении высокой проводимости полимерных материалов исследователи должны решить два основных вопроса: 1) каков механизм проводимости полимерных соединений и 2) какова взаимосвязь между составом, строением мономера и проводимостью полимерного соединения.
В случае несопряжениых полимеров, несмотря на то, что их исследования ведутся более 15-ти лет, до сих пор нет понимания причин приводящих к высокой проводимости данных полимерных материалов. В то же время наличие у полимеров данной группы целого ряда специфических свойств [5] делает их весьма перспективным объектом исследования.
В связи с этим актуальным является вопрос изучения зависимости электрофизических свойств несопряженных полимеров от их структуры, химического состава и условий синтеза.
Цель настоящего диссертационного исследования - методом термостимулированного тока изучить электрофизические свойства несопряженных полимеров класса полиариленфталидов, установить

полиариленфталидов [64, 65]. Полимеры этого класса обладают очень хорошими пленкообразующими свойствами. В отличие от ПП пленки полиариленфталидов получаются сплошными и однородными, модуль упругости пленок ~ 3000 МН/м2.
Первое сообщение об обнаружении высокой проводимости в недопированных пленках полимеров класса полиариленфталидов было опубликовано в работе [66]. Сразу же необходимо отметить ряд важных отличий между переключениями в толстых (10-150 мкм) допированных и тонких (<1 мкм) недопированных пленках полиариленфталидов.
«Выключение» толстой пленки, находящейся в ВГ1С, традиционно осуществляется с помощью подачи на образец коротких импульсов напряжения. Однако в отличие от тонких образцов в толстых допированных пленках возвращение в исходное состояние наблюдается крайне редко. Обычно последующие после первого циклы переключения идут между высокопроводящим состоянием и состояниями с промежуточными
значениями проводимости. То есть в толстых допированных пленках можно четко выделить процесс «формовки». Еще одной особенностью проявления эффекта переключения в толстых допированных пленках является то, что наряду со скачкообразными переходами между различными состояниями проводимости в них могут наблюдаться плавные контролируемые током бистабильные или моностабильные переходы между отдельными
промежуточными состояниями. Считается, что эти переходы являются следствием подвижности ловушечных состояний, связанных с атомами допанта.
В работе [66] было проведено исследование топологии проводящей структуры в полимерных пленках и ее динамики в электрическом поле. Идея экспериментов опиралась на известные свойства нематических жидких кристаллов (НЖК) изменения локальной ориентации длинных осей молекул вблизи потенциальных неоднородностей, расположенных на