Фоторефрактивные свойства композитов на основе электропроводящего полимера, допированного наноразмерными хромофорами различной природы

• Автор: Ларюшкин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1Л Природа фоторефрактивного эффекта в органических материалах

1.2 Влияние характеристик нелинейных оптических хромофоров на ФР эффект

1.3 Связь фоторефрактивного эффекта с фотоэлектрическими свойствами

1.4 Методы измерения фоторефракции

1.5 Классы фоторефрактивных полимерных материалов.

ГЛАВА 2. Применение фоторефрактивных материалов.

ГЛАВА 3. Техника эксперимента.

3.1 Объекты исследования

3.2 Методика подготовки образцов для измерения фоторефрактивных характеристик.
3.3 Методика подготовки образцов для АБМ микроскопии
3.4 Методика измерения темнового тока и фототока
3.5 Методика измерения фоторефрактивных характеристик.
3.6 Методика измерения нелинейности третьего порядка мегодом гсканирования
3.7 Методика измерения нелинейности третьего порядка методом генерации второй гармоники
3.8 Измерения толщины полимерных пленок.
3.9 Измерения спектров поглощения полимерных композитов.
ГЛАВА 4. Влияние цианиновых красителей на фоторефрактивные, фотоэлектрические, нелинейнооптические свойства композитов на основе углеродных нанотрубок.
4.1 Оптические характеристики композитов
4.6 Фотоэлектрические характеристики
4.2 Нелинейнооптические характеристики одностенных углеродных нанотрубок, диспергированных в тетрахлорэтане.
4.3 Нелинейные оптические характеристики полимерных композитов на основе
4.4 Фоторефрактивные характеристики.
4.5 Дифракционная эффективность.
ГЛАВА 5. Фотоэлектрические и фоторефрактивные свойства композитов на основе поливинилкарбазола и тетракраун5фталоцианинатов металло.
5.1 Оптическое поглощение композитов
5.2 Фотоэлектрические характеристики композитов из ПВК и супрамолекулярных ансамблей комплексов рутения и галлия.
5.3 Оптическая нелинейность третьего порядка
5.4. Фоторефрактивные характеристики
Выводы
Литература


Полимерные композиты с низкой температурой стеклования имеют высокие ФР характеристики, но, к сожалению, они имеют и ряд недостатков фазовое расслоение, димеризация активных компонентов, кристаллизация, что сокращает время функционирования таких хромофоров, поэтому становится актуальным создание ФР материалов, имеющих высокую температуру стеклования и высокие ФР характеристики. Настоящая работа является продолжением нового направления создания ФР материалов на основе нелинейности третьего порядка, в которых используются композиты на основе непластифицированного поливинилкарбазола ПВК, температура стеклования которого близка к 0С. В таком полимере замораживается хаотическое распределение хромофоров, полученное при поливе слоев из раствора и затруднена ориентационная поляризация. При хаотическом распределении хромофоров нелинейность второго порядка равна нулю, и только нелинейность третьего порядка имеет ненулевое значение. Поляризуемость третьего порядка возрастает по степенной зависимости с ростом длины системы сопряженных связей или коллективного электронного возбуждения и достигает высоких значений для наноразмерных линейно протяженных хромофоров, поэтому в качестве нелинейных хромофоров, в данной работе, были применены закрытые одностенные углеродные нанотрубки БСМТ и супрамолекулярные ансамбли СА фталоцианинатов Яи и СаШ. Благодаря электронной природе поляризации изменение показателя преломления под действием внутреннего электрического поля в таких композитах происходит за времена короче нескольких пикосекунд. Создание полимерных композитов с фотоэлектрической и фоторефрактивной чувствительностью в ИКобласти при нм и нелинейными оптическими свойствами третьего порядка. Создание на основе полимерных композитов фоторефрактивных устройств, чувствительных в видимой и ближней ИКобласти. Комплексный анализ фоторефрактивных, нелинейнооптических и фотоэлектрических свойств, а также электронных спектров поглощения композитов на основе ПВК, с включенными закрытыми одностенными углеродными нанотрубками или супрамолекулярными ансамблями комплексов ЯиИ и ОаШ. Анализ влияния дополнительно введнных цианиновых красителей на фотоэлектрические, нелинейнооптические и фоторефрактивные характеристики композитов на основе 8УСЫТ, с целью увеличения их фоторефрактивных характеристик. ГЛАВА 1. Фоторефрактивный ФР эффект в полимерных системах представляет собой изменение показателя преломления среды при одновременном действии когерентного света и электрического поля. Обязательными компонентами ФР композита являются оптический сенсибилизатор, полимер, обладающий зарядовотранспортными свойствами, и нелинейный оптический хромофор. Изменение показателя преломления среды происходит в результате фотогенерации носителей заряда в светлых областях интерференции двух когерентных лазерных лучей, их транспорта в электрическом поле, захвата ловушками и образования периодического электрического поля объмного заряда рис. Ориентационная или электронная поляризация нелинейных оптических хромофоров в этом поле вызывает периодическую модуляцию показателя преломления, т. ФР эффект впервые был обнаружен в г. ЫТаОз 1, 2. В г. Сложность выращивания кристаллов и приготовления из них образцов, существенно ограничило использование ФР неорганических материалов. В отличие от неорганических, органические ФР материалы, а особенно полимерные, более просты в получении, а также в возможности изменения и регулирования их свойств и, прежде всего, обладают более высокими ФР характеристиками. Г после того, как в слои были пластифицированы и температура стеклования композита была снижена до комнатной или ниже 8. Рис. Схема возникновения фоторефрактивного эффекта в образце под действием приложенного электрического поля. Как отмечалось выше, ФР эффект возникает, если фотогенерированные носители заряда разделяются в электрическом поле Е0 и захватываются ловушками, образуя периодическое поле пространственного заряда . Это поле и модулирует показатель преломления вследствие взаимодействия с нелинейными оптическими хромофорами электрооптический эффект. ФР эффект может возникнуть только в полимерных средах, которые обладают следующими характеристиками.