Синтез и исследование физико-химических свойств металлофталоцианинов для оптоэлектронных изделий

• Автор: Зиминов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.21, 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Структура и свойства мкгаллофталоцианинов

1.2 Кристаллическая структура фталоцианиновых соединений

1.3 Синтез металлофталоцианинов

1.3.1 Синтез металлофталоцианинов с варьируемой величиной атомного радиуса темплатного металла.

1.3.2 Синтез замещенных металлофталоцианинов.

1.3.3 Синтез фталоцианинов лантаноидов.

1.3.3.1 Синтез моиофталоцианинов лантаноидов.

1.3.3.2 Синтез дифталоцианинов лантаноидов.
1.3.3.3 Синтез смешаннолигандных комплексов, содержащих фталоцианиновый макроциклы.
1.4 Физикохимические свойства металлофталоцианинов
1.4.1 Спектральные свойства металлофталоцианинов.
1.4.1.1 Инфракрасные спектры поглощения металлофталоцианинов
1.4.1.2 Электронные спектры поглощения металлофталоцианинов
1.4.1.3 Ядерная гаммарезонансная мессбауэровская спектроскопия
органических комплексов европия.
1.4.2 Анализ термической стабильности хметаллофталоцианинов
1.5 У Л ЬТРАТОНКИЕ ПЛЕНКИ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНОВ.
1.5.1 Методы формирования тонких пленок металлофталоцианинов на неорганических подложках.
1.5.2 Исследование .морфологии тонких пленок металлофталоцианинов
1.6 Гетероструктуры на основе фталоцианинов
1.7 Заключение
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Синтез ФТллоциАНИнов
2.1.1 Синтез незамещенных фталоциани новых комплексов
2.1.2 Синтез замещенных фталоциаиинов
2.1.3 Синтез фталоциаиинов редкоземельных элементов
2.2 Инфракрасные спектры фталоциаиинов
2.3 Квантовохимическое моделирование смешаннолигандных комплексов фталоцианина и оксихинолина
2.4 Электронные спектры поглощения фталоциаиинов
2.5 Мессбауэровская спектроскопия комплексов европия
2.6 Анализ термической стабильности фталоцианинов.
2.7 Изучение морфологии тонких пленок фталоциаиинов методом спектроскопии анизотропного отражения.
2.8 Интегральная светочувствительность мегаллофталоцианинов в полимерной матрице
2.9 Исследование оптических свойств наногетероструктур на основе фталоциаиинов
2. Фотолюминесценция фталоциаиинов лантаноидов
2. Исследование вольтамперных характеристик гетероструктур на основе фталоциаиинов
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Приборы и методы
3.2 Методики получения исследованных фталоциаиинов.
3.2.1 Методика синтеза и очистки комплексов незамещенных фталоцианинов с металлами 2.
3.2.2 Методика синтеза тетразамещенных фталоцианинов
3.2.3 Методики синтеза фталоцианинов редкоземельных элементов
3.2.3.1 Синтез монофталоцианинов редкоземельных элементов.
3.2.3.2 Синтез смешаннолигандных комплексов лантаноидов.
3.2.3.3 Синтез дифталоцианинов лантаноидов
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цель настоящей работы установить, как электронная структура молекул и морфология тонких пленок МРс влияю на фотоэлектрические и физикохимические свойства созданных на их основе гетероструктур. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи. Синтез и выделение в индивидуальном виде металлофталоцианинов с различной природой тем платного атома металла с и элементы, различными периферийными заместителями гетероцикл ические фрагменты, нитро и аминогруппы, а также аксиальными лигандами различной химической природы, донорного и акцепторного типа. Исследование спектральных и полупроводниковых свойств синтезированных металлофталоцианинов. Создание гетероструктур с различными неорганическими подложками на основе синтезированных МРс. Исследование морфологических особенностей, вольтамперных и оптических характеристик полученных гетероструктур. Научная новизна. В рамках единого методологического подхода с использованием комплекса современных экспериментальных методов проведено систематическое исследование физикохимических свойств синтезированных МРс, отличающихся темплатным атомом металла, периферийными заместителями, а также аксиальными лигандами. МРс и их способность к переносу заряда. С помощью оптического метода анизотропного отражения показана способность металлофталоцианинов изменять морфологию пленок в зависимости от заместителей, центрального атома и природы подложки. Выявлено ориентирующее влияние подложек на морфологию молекул. Определены фундаментальные фотоэлектрические параметры МРс, характеризующие их способность выступать в качестве фотогенерирующих иили транспортных слоев в оптоэлектронных фотопреобразователях энергии. Практическая значимость. Результаты исследований вносят вклад в физическую химию поверхности и межфазных границ, тонких пленок органических материалов, а также в методологию направленного синтеза макрогетероцикли ческих соединений и исследования их физикохимических свойств. Совместно с лабораторией физикохимических свойств полупроводников ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН рук. Теруков Е. И. созданы новые гетероструктуры на основе синтезированных МРс, показана возможность их применения в оптоэлектронике и полупроводниковой технике в качестве многополосных фотопреобразователей оптического излучения. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на IV, V Международных конференциях Аморфные и микрокристаллические полупроводники СанктПетербург, , , Международной конференции I i Португалия, Лиссабон, , VII Российской конференции по физике
полупроводников Полупроводники Звенигород, , III Всероссийской конференции с международным участием Химия поверхности и нанотехнология СанктПетербург Хилово, , XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Москва, . Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей в академических журналах, из них в журналах рекомендованных ВАК I статья, тезисы 6 докладов на Всероссийских и международных конференциях. Объем и ст руктура работы. Диссертация состоит из введения, списка использованных сокращений, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы 4 ссылки. Материал изложен на 2 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, рисунка, 9 схем. Хромофорная система фталоцианина 1. Распределение электронов во фталоцианине описывается большим количеством предельных структур, находящихся в сложных таутомерю мезомерных отношениях. В результате этого все пиррольные остатки фталоцианина, а так же оба центральных иминных атомов водорода и все периферические атомы водорода шестнадцать в молекуле безметалльного фталоцианина вполне эквивалентны 2. Фталоцианин является типичным ароматическим соединением молекула плоская и число электронов в сопряженной системе отвечает правилу Хюккеля 4п 2 в молекуле лэлектронов двойных связей и 2 пары электронов иминных атомов азота, т. А 1,3. Электронная система молекулы фталоцианина настолько велика, что разность уровней энергии верхней занятой МО и нижней свободной МО соответствует энергии фотонов длинноволновой части спектра, что и определяет глубокую окраску длинноволновый максимум пах3 нм 4.