Электрофизические и оптические свойства полимерных нанокомпозитов и наногетерогенных смесей полимеров

• Автор: Годовский, Дмитрий Юльевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление

ГЛАВА ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА 2 ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ, НАПОЛНЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ НЛИОЧАСТИЦАМИ.
2.1 Электрофизические и сенсорные свойства полимерных композитов, наполненных полупроводниковыми ваночаепшамн Си. .
2.1.1 Особенности электрофизических свойств полимерных композитов, содержащих наночастицы Си в матрице поливинилового спирта

2.1.2 Численное моделирование перколяционных свойств полимерных нанокоммозитов

2.1 3 Использование полимерных напокомпозигов ГШССЧьБ для создания газовых сенсоров

Заключение к разделу 2.1.

2.2. Особенности оптических свойств высокомапалненных полимерных нанокомпозитон. содержащих полиамид н наночастнцы СйЭ

Заключение к разделу 2.2

Оптимизация структуры электронных н оптоэлсктронных устройств на основе полимерных наиокпмнпзитов.
2.4 Композиты, содержащие наночастицы р и п типа
Заключение к разделу 2.4
2.5. Исследование оптических п электрофизических свойств нанокомиозитов СйБ полианилин и Сиполпанилнн
Заключение к разделу 2.5
2.6 Исследование оптических свойств композитов, содержащих наночастнцы в матрице полидиметил фснилсилоксана.
Заключение к разделу 2.6
2.7 Исследование электрофизических свойств и магиетосопротнвленпя в полимерных нанокомпозитах
поливиниловый спирт Ре
Заключение к разделу 2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ, ОПТИЧЕСКИХ И ФОТОВОЛЬТАПЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАНОКОМПОЗИТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПРОВОДЯЩИЙ ПОЛИМЕР ДОНОР II НАНОЧАСТИЦЫ МОЛЕКУЛЯРНОГО АКЦЕПТОРА.
3.1 Исследование электрофизических, оптических и фотовольтличеекмх свойств наноко.мпознюв РТОРТРСВМ методами комбинаторной химии
Заключение к разделу З I
3.2 Использование комбинаторной химии для исследовании сенсибилизации фуллереиа .молекулами фгалоцнаннна цинка
Заключение к разделу 3
3.3 Импедансспектроскопия нлногетсрогснных полимерных НПНОКО.МЮНТОВ типа доноракцептор, используемых в органической фоювольтаике
Заключение к р.иделу 3.
3.4 Метод стратификации и самосборка а наногетерогенных с.мссях полимеракцептор дли создания устройств молекулярной электроники.
Заключение к разделу 3.
3.5 Модель предельной эффективности пластиковых солнечных элементов, основанных на наногетеро енных смесях проводящий полимеракцептор
Заключение к разделу 3.5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ И НАНОГЕТЕРОГЕННЫХ СМЕСЕЙ ПОЛИМЕРОВ ОБЛАДАЮЩИХ ИОННОЙ СУПЕРИОННОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТАМИ ПРОВОДИМОСТИ.
4.1 Синтез и исследование полимерного нанокомпозита, содержащего ианочастнцы микро частицы ЬаЕ, в матрице из теграфторзтилена
Заключение к разделу 4.1
4.2 Исследование ионной и электронной компонент проводимости иктерполитлекзрол ктных комплексов полианнлиннафион, полученных матричной полимеризацией.
Заключение к разделу 4.2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 4
ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
Статьи
Патенты
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Суть эффекта состоит в изменении эффективной ширины запрещенной зоны для частиц, размер которых соизмерим с длиной волны электрона. Гг, 1 1ч 1. Е Ев 4 н меныиие. Е8 ширина запрещенной зоны в объемном материале, шс, эффективные массы электрона и дырки соответственно. Второй член соответствует увеличению энергии в запирающем потенциале iix , третий член описывает экранированное кулоновское взаимодействие между электроном и дыркой. Данный эффект может наблюдаться как в спектрах поглощения и тривиальным его проявлением является разный цвет наночастиц разного размера 3, так и в спектрах фотолюминсценции и электролюминесценции 4. На Рис. Рис. Эффект размерного квантования в спектрах поглощения, фотолюминесценции и электролюминесценции а нанокристаллах в растворе толуола 4. Данный эффект интенсивно используется в настоящее время при создании светоизлучающих диодов на основе наночастиц, так как меняя размеры наночастиц, можно получить спектр электролюминесценции любого желаемого цвета. Ряд других эффектов, демонстрируемых наночасгицами, связан с дискретизацией энергетического спектра как электронов, так и фононов в них. Это связано с конечным и малым числом атомов в наночастице. Для наночастиц характерно также изменение температуры плавления, значительно большая выраженность поверхностных свойств, гак как вплоть до трети всех атомов наночастицы могут находиться в приповерхностном слое и на ее поверхности, что объясняет их повышенную каталитическую активность. Для наночастиц характерны нелинейнооптические свойства, связанные с их малым размером и характером запирающего потенциала. В настоящее время большой интерес проявляется к так называемым согезЬеИ структурам Рис. Рис. Структуры ядроободочка СогеБИеП . В данном случае изображены югеэИеИ структуры СсеСс 5, но в последнее время наиболее активно изучаются структуры типа Се2п8, Ссе2п8е, Сс2п8, 1пАз2п8е. В такого рода согезИсП структурах возникает дополнительное запирание экситона, если полупроводник с узкой запрещенной зоной окружен оболочкой из полупроводника с более широкой запрещенной зоной. Такой дополнительный конфайнмент запирание приводит к увеличению квантового выхода электро и фото люминесценции 5 , что активно используется создателями светодиодов на квантовых точках в настоящее время. Было установлено, что состояние поверхности наночастиц в нанокомпозитах и в полимерной матрице существенным образом определяет оптические и электрофизические свойства нанокомпозитов. ТОР или ТОРО гриМоктилфосфиноксидом, додециламином и др. Рис. З Схема синтеза наночастиц с использованием ТОРО в качестве прерывающего рост агента 6. Если рассмотреть фотолюминесценцию 6 нанокристаллов С1Яе покрытых ТОРО, то она квантовый выход составляет порядка . Для таких же нанокристаллов, но покрытых двумя тремя монослоями 2п8, квантовый выход увеличивается до , а покрытых слоем Сс до . В последнее время было также обнаружено, что поверхностные слои могут сдвигать энергетические уровни в наночастицах, если они образуют слой диполей на их поверхности. Слой красителя, нанесенный на поверхность наночастиц ТЮ2 обеспечивает генерацию экситонов и разделение зарядов, используемое в фотоэлектрохимических фотовольтаических элементах Гретцелевских ячейках 7 . В то же время, интересен и сам механизм взаимодействия наночастицы с полимерной матрицей, имеющей собственную люминесценцию. Как видно из Рис. Данный факт говорит о разделении зарядов, при этом электрон переходит на наночастицу селенида кадмия, которая выступает в качестве акцептора, а дырка остается на сопряженном полимере. Интересно отсутствие тушения люминесценции в случае нанокомпозита ОНеОСЫРРУ дигексилоксилцианополифениленвинилен. В этом случае
дигескилоксильные звенья в боковой цепи по обеим сторонам скелета полимера препятствуют непосредственному переносу заряда. Рис. Зависимость эффективности люминесценции нанокомпозита, образованного проводящими полифениленвиниленами с разными боковыми заместителями МЕНРРУ МЕНСРРУ ИНеОСРРV и наночастицами размером 1 нм. Похожий эффект наблюдается и для наночастиц, покрытых ТОРО.