Фотопроводящие и сенсорные свойства поли-п-ксилиленовых пленок, содержащих наночастицы металла

• Автор: Григорьев, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Методы синтеза металлполимерных нанокомпозитов

1.1.1. Физические и химические методы синтеза.

1.1.2. Свойства полипараксилиленовой матрицы.

1.1.3. Осаждение из газовой фазы.

1.2 Электронные свойства наночастцц .

1.3 Электрофизические свойства систем найочастиц находяцихся в инертной матрице

1.3.1 Энергетическая диаграмма системы наночастица

полимерная матрица

1.3.2. Островковые пленки и керметы

1.3.3. Факторы, влияющие на проводимость нанокомпозитных материалов
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Получение металлполимерных тонкопленочных
композиций
2.1.1 Образцы для исследования.
2.1.2 Система вакуумной откачки
2.1.3 Контроль исходных и получаемых веществ и материалов
2.1.4 Установка напыления наногетерогенных материалов
2.1.5 Структурная схема получения образцов.
2.2 Измерение сверхмалых токов.
2.2.1 Техника электрометрии
2.2.2 Схема измерения проводимости на постоянном
2.2.3 Особенности измерений проводимости на переменном токе
2.2.4 Применяемые измерительные приборы и
средства
2.3 Измерение фотосвойств
2.4 Измерение адсорбционного отклика.
2.5 Измерение температурной зависимости проводимости
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Проводимость полипараксилиленовых пленок, содержащих наночастицы.
3.1.1 Температурная зависимость электроповодпости
3.1.2 Вольтамперные характеристики на постоянном
3.1.3. Оценка расстояния между наночастицами.
3.1.4. Проводимость на переменном токе.
3.2. Влияние света на проводимость полипараксилиленовых пленок, содержащих наночастицы
3.2.1. Влияние интенсивности источника излучения
на фотопроводимость.
3.2.2. Вольтамперные характеристики образцов в условиях облучения.
3.2.3. Кинетика фотоотклика
3.2.4. Спектральные характеристики фотопроводимости.
3.2.5. Оценка размера наночастиц.
3.3. Адсорбционный отклик полипараксилиленовых
пленок, содержащих наночастицы
3.3.1. Вольтамперные характеристики при адсорбции газов
3.3.2. Концентрационная зависимость адсорбционного отклика
3.3.3. Кинетика адсорбционного отклика.
ВЫВОДЫ.
Л ИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ


Используя технику матричной изоляции возможно создавать дисперсии металлических и полупроводниковых частиц различного размера от десятков до нескольких тысяч ангстрем. При этом частицы заключены в инертной полимерной матрице. Высокие эксплуатационные свойства наногетероген ных металл полупроводник полимерных композиционных материалов обуславливают различные направления их использования. СВЧ излучения новые материалы для химических источников тока и т. Это открывает широкие возможности для практического использования наногетероген ных композитов в практических приложениях, что обусловливает их особую ценность. В связи с этим исследование таких нанодиспсрсных материалов представляет значительный интерес для фундаментальной науки. Способ синтеза наночастиц и метод их стабилизации в полимерной матрице существенно влияют на свойства получаемого композиционного материала. I ровод н и к олимерных материалов. Приготовление наногетерогенных материалов с использованием техники совместного осаждения из газовой фазы в вакууме является достаточно точным для большинства случаев методом приготовления образцов для исследований позволяющим в широких пределах варьировать концентрацию. В предлагаемой работе в качестве объекта исследования выбраны наногетсрогенные пленки, полученные совместным осаждением в вакууме паров металла полупроводника и мономера полипксилилепа. Исследуемые образцы содержали наночастицы РЬ, РЬ5, Ре и Рб. Целыо настоящей работы является изучение влияния света и адсорбции газов на проводимость полипараксилиленовых пленок содержащих наночастицы. ГЛАВА 1. Существуют различные методы синтеза полимерных нанокомпозитов с металлическими и полупроводниковыми наночастицами. Способы получения можно разделить на химические и физические 1,2. Химические методы синтеза представлены в основном реакциями солей металлов и металлоорганических соединений в присутствии полимера. Композиционный материал получается восстановлением их до металлов или образованием полупроводниковых структур обычно окислов или сульфидов металлов 1,3. Чаще всего подобные реакции проводятся в растворах полимеров с высокой вязкостью. Высокая вязкость раствора и адсорбция макромолекул на поверхности получаемых малых частиц препятствуют их укрупнению на стадии формирования наночастиц металла или полупроводника. В результате вышеописанных процессов происходит стабилизация наночастиц в полимерной матрице 1,3. Другим направлением является получение наночастиц с помощью химических реакций в растворах, заполняющих крейзы микропоры деформированных полимеров 4. Подбирая матрицы с различной концентрацией, формой и организацией нор возможно варьировать структуру и свойства полимерного нанокомпозита. Полученные на основе этого способа металлодендримеры, представляют собой сферические частицы размером 2 нанометров, которые содержат строго заданное количество атомов металла. Процессы образования металлов на такой развитой поверхности для свсрхразветвленных полимерных матриц существенно отличаются от процессов в классических полимерных системах. Применяют также металлоорганические полимеры, которые синтезированы в результате реакций функциональных групп полимера с низкомолекулярными металлоорганическими соединениями. Химически связать такие кластеры с полимерными цепями позволяют реакции соединений, которые включают в себя многоядерные металлические кластеры 1,3,8. При дальнейшем пиролизе таких полимеров получаются нульвалентные частицы металла в матрице из стеклообразного углерода 8. Подобные полимеры и композиционные материалы на их основе могут быть получены полимеризацией метатлоорганических мономеров 1. Процессы синтеза основаны на осаждении твердой пленки метачлоорганического мономера из газовой фазы. После стадии осаждения проводится термическая или фотополимеризация полученной пленки 9,. В связи с тем, что с помощью этих процессов можно формировать пленку металлоорганического полимера прямо на поверхности подложки любой заданной формы и получать композиционный материал путем разрыва соответствующих связей этот способ представляется достаточно перспективным и технологичным.