Эффекты электронного переключения в тонких пленках полиариленфталидов

• Автор: Лачинов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 342 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I Обзор литературы
§1.1 Пробой диэлектриков и контакт металлов
§1.2 Электрическая формовка тонких диэлектрических
окислов.
§1.3 Эффекты переключения в аморфных халькогенидных
полупроводниках.
§1.4 Особенности эффекта переключения в полимерных
пленках.
§1.5 Особенности переноса заряда в тонких пленках
полимеров.
§1.6 Высокая электропроводность тонких пленок
атактического полипропилена.
§1.7 Исследования высокой проводимости тонких пленок
полимеров при низких температурах.
§1.8 Методические особенности проведения исследований
высокой проводимости тонких пленок полимеров.
§1.9 Некоторые теоретические модели
§1.10 Высокая проводимость тонких полимерных пленок:
артефакт или реальность.
§1.11 Заключение
ГЛАВА II Объекты и методы исследований
§11.1 Характеристика исследуемых полимеров
§11.2 Характеристика пленкообразующих свойств
полиариленфталидов на различных подложках на примере полидифениленфталида.
§11.3 Характеристика электронной структуры полимеров
методами рентгено- и фотоэлектронной спектроскопии.
§11.4 Методы исследований
§11.5 Анализ ошибок измерений
Г ЛАВА III Электронное переключение в системе металл-полимер
металл, индуцированное одноосным давлением

§111
§111
§ш.з
§111
§111
§111
§111.7 §111.8 ГЛАВА IV
§1УЛ

§1У.З

§1У.5 §1У.6 §1У.7 ГЛАВА V
Влияние одноосного давления на электропроводность
тонких пленок полимеров.
Температурные зависимости электропроводности
тонких пленок полиариленфталидов.
Визуализация электропроводящих областей в тонких
пленках полифталидилиденбифенилилена с помощью метода жидких кристаллов.
Влияние электрического поля на электропроводность
полимерных пленок вблизи порога перехода в высокопроводящее состояние, индуцированного давлением.
Изменение диэлектрической проницаемости тонких
пленок полимеров вблизи порога перехода в высокопроводящее состояние, индуцированного давлением.
Поведение системы металл-полимер-металл при
сверхнизких температурах.
Фликкер-шум в электроактивном полимере
Роль артефактов
Электронное переключение в системе металл-полимер
металл: роль граничных условий.
Идея эксперимента по электронному переключению
индуцированному изменением граничных условий на поверхности раздела металл-полимер.
Метод вариации граничных условий
Влияние плавления одного из электродов на
электропроводность системы металл-полимер-металл.
Влияние температуры на вольтамперные характеристики
системы металл-полимер-металл.
Анализ роли артефактов
Обсуждение результатов экспериментов
Обсуждение эффектов пред- и постплавления, выводы
Влияние ловушечных состояний и допирования на
переключение в системе металл-полимер-металл в ВПС.

§V. 1 Термостимулированное переключение в тонких пленках полимеров.
§У.2 Влияние концентрации акцепторной примеси (12) на
проводимость и термостимулированные явления в системе металл-полимер-металл.
§У.З Изменение оптических свойств полиариленфталидов
при допировании йодом.
§У.4 Влияние допирования на результаты измерения
рентгеноэлектронных и фотоэлектронных спектров полиариленфталидов.
§У.5 Влияние объемного заряда на электронное
переключение в полимерах, допированных 12.
ГЛАВА VI Электролюминесценция в тонких пленках
полиариленфталидов.
§У1.1 Фотолюминесценция полиариленфталидов.
§У1.2 Электролюминесценция в тонких пленках полимеров.
§У1.3 Катодолюминесценция.
ГЛАВА VII Исследования структуры полимерных пленок методами электронной и зондовой микроскопии
§УН.1 Наблюдение структуры полимерных пленок после
различных воздействий.
§У11.2 Диффузионное декорирование проводящих областей в полимерной пленке.
§УП.З Обсуждение результатов электронно-микроскопических исследований.
§УП.4 Наблюдение пленок полидифениленфталида в
туннельном сканирующем микроскопе.
Г ЛАВА VIII Обсуждение результатов экспериментов
§УШ.1 Основные особенности переключения в
высокопроводящее состояние в тонких пленках полимеров.
§УШ.2 Анализ электронной структуры полиариленфталидов на примере полидифениленфталида.

Было показано, что основная часть приложенного напряжения падает в прикон-тактных областях.
При понижении температуры сопротивление линейно уменьшалось с ТКС, совпадающим с точностью в 10% с ТКС платиновых электродов. При нагреве, выше температуры стеклования ПП (250 К) происходил резкий рост сопротивления всей структуры. При 270 К переход в диэлектрическое состояние с Я > 109 Ом.
Обсуждается проблема прорастания материала электрода (олова) через полимерный слой между электродами. Эта идея опровергается соображениями тепловой устойчивости канала. Рассеиваемой мощности достаточно, чтобы расплавить его. Однако, в реальном эксперименте фиксируется только нагрев электродов без каких-либо изменений проводимости системы. Отсюда делается вывод: “канал в ОПП обладает при 300 К сверхвысокой проводимостью, а величина Я представляет собой сопротивление растекания и сосредоточена в массивном электроде.”
В работе [83] критически обсуждаются различные модели и идеи, объясняющие высокопроводящее состояние (ВПС) в тонких пленках некоторых полимеров. В частности, была высказана мысль о том, что модель сверхпроводящего суперполярона, построенная на предположении о необходимости высокоэластического состояния и наличия высокоподвижных полярных групп, не может объединить все свойства полимеров, относящиеся к высокопроводящему состоянию.
Рассмотрена возможность объяснения ВПС как результата формирования электропроводящего канала в полимерной пленке за счет материала электродов. Основой для этого являются экспериментальные факты, которые приводятся в работе. Например, если через структуру 8п-ПП-8п, находящуюся в ВПС, пропускать в течение нескольких десятков минут ток в десятки миллиампер, то на полированной поверхности одного из электродов возникают кратеры диаметром до нескольких десятков микрон. Однако, если ток в ВПС состоянии не превы-