Структура и свойства нанокомпозитов на основе поли-n-ксилилена, поли-n-фениленвинилена, полученных полимеризацией из газовой фазы

• Автор: Морозов, Павел Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Квантоворазмерный эффект в полупроводниковых наночастицах

1.2 Нанокомпозиты на основе полияксилилсна ППК, полученные полимеризацией из газовой фазы

1.3 Сопряженные полимеры

1.4 Методы синтеза и свойства поли7фениленвинилена ПФВ

1.5 Свойства нанокомпозитов на .основе ПФВ

Глава 2. Объекты исследования и используемые методики

2.1 Материалы, исследуемые образцы, методика получения ППК, ПФВ и нанокомпозитов на их основе
2.2 Методы исследования состава образцов элементный, рентгеноспектральный и термогравиметрический анализ
2.3 Исследование поверхности тонких пленок методом атомносиловой микроскопии
2.4 Рентгеноструюурный анализ в больших и малых углах
2.5 РК и УФспектроскопия, эллипсометрия
Глава 3. Структура и свойства композитов ППК , Сс, РЬ8, ТСЬ
3.1 Структура и свойства нанокомпозитов ППКРЬБ
3.2 Оптические характеристики нанокомпозитов ППКСс
3.3 Структура и оптические свойства наиокомпозитов ППКпЭ
3.4 Структура нанокомпозитов ППКТЮг
Глава 4. Синтез и свойства полифениленвинилена
4.1 Химический состав ПФВ
4.2 Структура полияфениленвинилена
4.3 Морфология поверхности полимеров
4.4 Исследование оптических и электронных свойств
Глава 5. Структура и свойства нанокомпозитов ПФВ 2п8, СбБ, РЬ
5.1 Морфология поверхности тонких пленок наиокомпозитов
5.2 Структура нанокомпозитов на основе полиифениленвинилеиа
5.3 Люминесцентный анализ материалов ПФВ , С, РЪ8.
Благодарности
Список цитируемой литературы


При этом должно наблюдаться практически полное совпадение положения полос поглощения и люминесценции (отсутствие сдвига Стокса) []. Если наблюдается сдвиг Стокса, то радиус наночастицы меньше боровского радиуса эксигона. П - корни функции Бесселя (фо1=3. В этом случае оптические переходы в наночастицах обусловлены электронной составляющей [] и соответствуют межзоиным переходам из валентной зоны на квантовые подуровни зоны проводимости. При этом отношение величины сдвига полос поглощения наночастиц по сравнению с поглощением объемного образца должно равняться отношению квадратов корней функции Бесселя. В реальных условиях часто возникает смешанная ситуация (т. Я< асч, ас, но К>аь). При условии, когда Я< а*ч, ас, кинетическая энергия электрона в квантовой яме гораздо больше энергии кулоновского взаимодействия электрона и дырки. Т.к. Если радиус наночастицы К>аь (для многих полупроводниковых материалов аь<А), тогда энергия кулоновского взаимодействия будет больше энергии размерного квантования дырки. Следовательно, энергетический спектр дырок в рассматриваемой области размеров наночастиц будет определяться - потенциалом взаимодействия дырки и электрона, а не размерным квантованием энергетического спектра дырок в потенциальной яме кристалла []. Для интерпретации экспериментальных данных авторы работ [,], при рассмотрении разных вариаций модели взаимодействующих электрона и дырки, находящихся в сферической квантовой яме попытались найги зависимость нижнего возбужденного состояния нанокристалла от его размера. V 3,е2 0,4с4 и. ДЕ=Ее(папо) - ЕЁ(Ьи1к) разность энергий между шириной запрещенной зоны массивного кристалла и низшим возбужденным квантово-размерным уровнем (рис. Третье слагаемое - это остаточная энергия связи экситона при больших кинетических энергиях электрона и дырки. Например, для сферических наночастиц GdS с размером 5 им первое слагаемое дает значение равное 0. В, второе 0. В и третий член равен 0. В. Следовательно, вклад кинетической энергии в данном случае доминирует, но и кулоновским взаимодействием нельзя пренебрегать. Рассмотрим несколько работ посвященных квантово-размерному эффекту в полупроводниковых материалах PbS, CdS и ZnS и определению размеров • наночастиц из экспериментальных. Сначала рассмотрим наночасгицы сульфида свинца (PbS), т. Eg(bulk) = 0. В при 0 К и 0. В, при 0 К (температурная зависимость ширины запрещенной зоны dEg / dT =4x"4 эВ/К []). Боровский радиус экситона для PbS асх= 0 A, это , значит, что при размерах частиц меньше ~ нм в его оптических спектрах должен проявиться “синий” сдвиг края поглощения, т. Авторы статьи [] наблюдали гигантский (~ нм) сдвиг края полосы поглощения (рис. Рис. Спектры поглощения наночастиц РЬЯ внедренных в сополимер этилен(%) -метакриловая кислота, в зависимости от радиуса частиц []. О- оптическая плотность. Рис. Зависимость ширины запрещенной зоны от радиуса наночастиц РЬ8. Размеры частиц определяли разными методами: рентгеноструктурным анализом в больших углах, приближением эффективной скалярной массы и методами электронной микроскопии. На рис. РЬБ от радиуса наночастиц. Видно, что меньшим размерам частиц соответствует большая энергия переходов. Литературные данные эффективных масс электронов и дырок для РЬБ [] и рассчитанные величины боровских радиусов электронов, экситонов и дырок представлены в таблице 1. Таблица 1. Эффективные массы зарядов для PbS, боровскне радиусы. Когда частицы становятся менее 2 нм, наблюдается расхождение между рентгеновскими данными и расчетами из приближения эффективной массы, т. Далее рассмотрим эффекты размерного квантования в наночастицах сульфида кадмия (Сс). Для объемного Сс величина =2, эВ при температуре 1,6 К []. Температурная зависимость ширины запрещенной зоны с1Е„ / сГГ =-4,4 КГ1 эВ/К [], что дает ~ 2, эВ при 0 К. Существует значительный разброс параметров объемного Сё8, используемых для оценки боровских радиусов. Параметры массивного Сб8 и величины рассчитанных боровских радиусов экситонов, электронов и дырок, используемые в различных работах, приведены в таблице 2. Используемые нами параметры приведены отдельной строкой*.