Металлополимерный нанокомпозит на основе полипараксилилена и наночастиц серебра для оптоэлектроники

• Автор: Богинская, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.06, 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Оптические и электронные свойства дисперснонаполненных нанокомпозитов полимерметалл

1.1. Модели дисперснонаполненных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металлов

1.2. Оптические свойства дисперснонаполнснных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металла, получаемых различными методами.

1.2.1 Метод ионной имплантации

1.2.2. Получение дисперснонаполненных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металла восстановлением солей металлов в растворе полимера

1.2.3. Электроннолучевое распыление частиц металла в полимерную матрицу.

1.2.4. Криохимический синтез дисперснонаполненных нанокомпозитов полимерметалл из газовой фазы в вакууме
1.3. Электрофизические свойства диспсрснонаполненных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металла.
1.4. Энергетическая структура дисперснонаполненных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металла
1.5. Излучательные свойства дисперснонаполненных нанокомпозитов на основе полимера и частиц металла
Выводы и постановка задачи
Глава 2 Объекты и методы исследования.
2.1. Технология газофазного криохимического синтеза в вакууме для создания образцов ДННК полипараксилилен серебро.
2.2 Метод атомносиловой микроскопии для исследования морфологии ППК
2.3 Динамическая электростатическая силовая микроскопия для исследования распределения электростатического потенциала на поверхности ППК
2.4 Просвечивающая растровая электронная микроскопия для исследования микроструктуры ППК.
2.5. Малоугловое рентгеновское рассеяние для исследования микроструктуры ППК.
2.6. Измерения интегральною светорассеяния для исследования микроструктуры ППК.
2.7 Метод эллипсометрии для описания микроструктуры ППК
2.8 Моделирование оптических характеристик ППК на основе данных спектрофотометрии отражения и пропускания.
2.9 Программа i для оптических расчетов
2. Спектры катодолюминесценции для анализа энергетических свойств ППК
2. Спектроскопия поглощения.
2 Метод модуляции силы для измерения локальной жесткости образцов ППК
Глава 3 Исследование микроструктуры ППК .
3.1. Исследование влияния параметров технологии криохимического синтеза на микроструктуру ППК
3.1.1. Определение истинного содержания наночастиц в покрытии ППК .
3.1.2. Исследование распределения наночастиц серебра в нанокомпозитах ППК по размерам
3.1.3. Исследование кинетики процесса синтеза ППК и нанокомпозитов
3.1.4. Исследование морфологии поверхности ПП.
3.1.5 Исследование микроструктуры нанокомпозитов ПП в объеме
3.1.6 Стабилизация наночастиц в полимерной матрице.
3.2 Исследование микроструктуры ППК оптическими методами.
3.3 Моделирование обобщенной модели микроструктуры ППК .
3.4 Физикомеханические свойства нанокомпозита ППК .
3.4.1 Исследование распределения локальной жесткости по поверхности нанокомпозита ППК
3.4.2 Определение микротвердости ППК .
Глава 4. Исследование излучательных и электрофизических свойств нанокомпозита ППК
4.1 Энергетическая струкгура ППК
4.2 Анализ спектров катодолюминесценции нанокомпозита ППК .
4.3 Ширина запрещенной зоны в ППК А
4.4. Расчет плотности состояний в ПП
4.5 Электрофизические свойства нанокомпозита ПП.
Глава 5. Оптические характеристики ППК .
Выводы.
Литература


Он позволяет управлять микроструктурой ДННК II Ме для обеспечения заданных оптических и электрофизических свойств ДК для конкретного применения в приборостроении. Глава 1. Оптические и электронные свойства дисперснонаполненных нанокомпозитов полимер
1. Размерные особенности ДННК П Ме определяют способ описания их физических свойств. Для длин волн излучения, превышающих длины ближнего УФ излучения, ДННК являются квазигомогенными. Электронные поля наночастиц в ДННК П Ме коллективно взаимодействуют с оптическим излучением. Для описания оптических свойств квазигомогенных сред введено понятие эффективные параметры, эффективная диэлектрическая проницаемость среды. Структурная схема ДННК показана на рисунке 1 . Рисунок 1. Структурная схема ДННК П Ме, 1 диэлектрические проницаемости компонентов. В представленной структурной схеме каждая наночастица Ме окружена полимером, образующим переходный слой между полимерной матрицей и наночастицей. ДННК является диэлектриком, если концентрация Ме ниже порога перколяции. Порог перколяции или порог протекания это минимальная объемная доля частиц металла в П, при которой в системе возможно протекание тока . Для расчета эффективных параметров ДННК П Мс эффективной диэлектрической проницаемости используют теорию Ми для наночастиц размером от 1 нм, равномерно распределенных в матрице и не взаимодействующих друг с другом, а также созданные на ее основе уточняющие теории, учитывающие взаимодействие наночастиц М. Гарнетта, Бруггемана, ХанаиБруггемана, учитывающих неоднородность формы, размера наночастиц Ме , . Ь изменяется от О до 1. В ДННК П Ме при воздействии электромагнитного поля возникает коллективное возбуждение электронов на поверхности частиц, называемое плазмонным резонансом, приводящим к появлению экстремума на спектре оптического поглощения в диапазоне длин волн нм . Спектральное положение, полуширина, амплитуда резонанса зависят от диэлектрической функции металла и полимера, от размера частиц и их формы, а также от вида распределения частиц Ме внутри полимерной матрицы. Для описания оптического плазмонного резонанса ДННК П Мс требуется знание оптических характеристик П и Ме и микроструктуры ДННК. Использование расчетных теорий для описания оптических характеристик позволит уточнить неизвестную микроструктуру ДННК и при необходимости внести соответствующие коррективы в используемые расчетные модели. Теория Ми предлагает расчет интенсивности рассеянной электромагнитной волны наночастицей Ме в среде. Ме в полимере. Теории эффективных сред предлагают расчет эффективной диэлектрической проницаемости ДННК П Мс из диэлектрической проницаемости Ме и диэлектрической проницаемости П с учетом взаимодействия наночастиц друг с другом, с учетом их формы и вида распределения в Г1. В работах , 1 исследовали оптические свойства ДННК П Ме, полученного методом плазменной полимеризации мономера С6Нз с одновременным термическим напылением наночастиц серебра, а также влияние последующего отжига на изменение формы и размера наночастиц серебра в полимерной матрице и вызванное отжигом изменение оптических свойств. Измеренные оптические спектры экстинкции отожженных и неотожженных ДННК сравнивали с целью исследования влияния изменения формы и размера НЧ на положение и амплитуду резонанса. В расчтах использовали известные размеры и форму частиц, полученные с помощью неразрушающих методов конгроля атомносиловой микроскопией АСМ и просвечивающей растровой электронной микроскопией ПРЭМ. В расчете экстинкции с использованием теории Ми рассчитывали поперечное сечение экстинкции одной частицы путем решения уравнений Максвелла для сферических частиц . Для упрощения процесса решения использовали квазистатичсское приближение Рэлея, которое рассматривает только возбуждение диполей. Точные решения уравнений для экстинкции и рассеяния частиц известны только для сферических частиц теория Ми , , сфероидов , бесконечных цилиндров спектры частиц других форм могут быть описаны с использованием приближений. Например, Ганс разработал теорию для эллипсоидальных частиц. Существует теория для кубических частиц Фуча , . В исследовании материала использовали теорию Гана .