Особенности поглощения света фрактальной структурой красителей, адсорбированных пористым стеклом

• Автор: Колесникова, Тамара Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 185 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Физические свойства объектов исследования: пористые стекла, красители, микрокомпозиции на их основе (обзор литературы)
1.1. Пористые матрицы из натриевоборосиликатного стекла и их свойства
1.2. Органические красители и исследования их спектральнолюминесцентных свойств
1.3. Фрактальные кластеры в пористых матрицах
1.4. Практические аспекты применения микрокомпозиций, изготовленных на основе импрегнированного пористого стекла, в квантовой электронике и оптоэлектронике
Выводы к главе
Глава 2. Методика и техника эксперимента
2.1. Объекты исследования и их характеристика
2.2. Методика приготовления экспериментальных образцов
2.3. Экспериментально-методическое обеспечение спектральнолюминесцентных измерений
2.4. Экспериментально-методическое обеспечение изучения процессов адсорбции люминофоров в пористом стекле
2.5. Обработка экспериментальных данных и оценка погрешности измерений
Выводы к главе

Глава 3. Спектроскопическое изучение кинетических особенностей
адсорбции красителей пористым стеклом
3.1. Результаты экспериментальных исследований 7О
3.2. Обсуждение экспериментальных результатов. Обоснование 83 модели
3.3. Обсуждение экспериментальных результатов. Математиче- 90 ская модель эффекта уменьшения оптической плотности
3.4. Расчет кинетических зависимостей адсорбции
Выводы к главе
Глава 4. Исследования спектрально-флуоресцентных свойств ад
сорбированных красителей и разработка их базы данных
4.1. Исследование спектров поглощения
4.2. Исследование спектров флуоресценции
4.3. Совместный анализ сопряженных электронных спектров
4.4. Разработка базы данных по спектрально-флуоресцентным свойствам красителей, адсорбированным в пористом стекле
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Исследование фотофизических процессов в адсорбированных красителях к настоящему времени сформировалось как самостоятельная область науки с развитыми теоретическими концепциями и перспективными прикладными аспектами. Весьма перспективными являются исследования мик-рокомпозиционных материалов, созданных на основе пористого стекла и органических красителей различных классов. Задача изучения фотофизических свойств новых композиционных материалов, предназначенных для практического использования в квантовой электронике и оптоэлектронике, несомненно, является актуальной. Микрокомпозиционные материалы, создаваемые на основе различных органических, металлоорганических и неорганических соединений, адсорбированных в пористых силикатных стеклах, в течение последних 15 лет привлекают внимание многих исследователей.
К настоящему времени установлено, что в пористых стеклах (ПС) молекулярные системы адсорбатов характеризуются наноразмерами и диспергированы до состояния кластеров и даже отдельных молекул. Установлено при этом, что свойства и закономерности взаимодействия частиц, адсорбированных на высокоразвитой поверхности матрицы существенно, а в отдельных системах радикально, отличаются от таковых, наблюдаемых в растворах этих же веществ. Так, например, были обнаружены и исследованы неизвестные ранее особенности в безызлучательном переносе энергии электронного возбуждения от одной молекулы адсорбата к другой. Для их объяснения предложена концепция, основанная на представлениях о фрактальном распределении молекул адсорбата с фрактальной размерностью у , значения которой находятся в диапазоне 1<у<3.
Была развита модель взаимодействия сложной молекулы с поверхностью диэлектрика с учетом ее кривизны. Результаты расчетов по этой моде-

составляли 1.0...3.0, в зависимости от природы адсорбата, концентрации частиц и размера пор [66].
• Развита модель взаимодействия сложной молекулы с поверхностью адсорбента с учетом кривизны последней [68, 69]. Результаты расчетов по этой модели, с одной стороны, позволили объяснить целый ряд оптических эффектов, наблюдаемых в спектрах адсорбированных молекул, таких, например, как проявление релаксации молекул у поверхности в температурных сдвигах спектров флуоресценции, «скачкообразный» сдвиг спектров возбуждения при вариации частоты возбуждения, «матричная память» адсорбированных молекул и т.д. С другой стороны, сравнение экспериментальных результатов с расчетами дало возможность определить такие важные характеристики, как энергия взаимодействия сложной молекулы с поверхностью [70], время колебательно-ориентационной релаксации адсорбированной молекулы и т.п. [61, 64].
• Установлено, что закрепленные на поверхности молекулы некоторых цветных индикаторов (неорганических и органических) показывают обратимую и селективную спектрохимическую реакцию на появление в окружающей атмосфере тех или иных компонентов. При этом взаимодействие закрепленных молекул индикатора и молекул газа осуществляется непосредственно, минуя стадию растворения газа в слое сорбированной воды и не повторяя известных реакций индикаторов в растворах [17].
• Показана принципиальная возможность создания на этой основе микро-композиционных материалов для оптических применений: спектральных сенсоров состава окружающей среды, твердотельных перестраиваемых лазеров на красителях и др. [11,17, 30, 64].
На основании анализа вышеизложенного материала можно утверждать,
что на настоящий момент, с одной стороны, накоплен значительное число