Обобщены и систематизированы закономерности, связывающие фото-, электрофизические и химические свойства полупроводниковых полимерных пленок, содержащих органические красители. Проанализированы электронные процессы в зависимости от химического строения красителей в неупорядоченных органических твердых телах, рассмотрены вопросы фотогенерации зарядовых пар, электронного транспорта, геминальной и бимолекулярной рекомбинации, захвата носителей заряда на локальные электронные состояния (ловушки). Предложены общие критерии целенаправленного поиска и создания новых материалов для голографических, электрографических и электролюминесцентных сред преобразователей солнечной энергии и фоторефрактивных устройств.

Проаналізовано літературні дані про синтез та дослідження антраценілвмісних олігомерів і полімерів різної будови, а також результати досліджень синтезу та інформаційних властивостей гетероланцюгових антраценілвмісних олігомерних фотонапівпровідників.

Photoinduced thermally stimulated current (TSC) in conjugated polymers can be controlled by either the thermally activated release of Coulombic unbound (free) trapped charge carriers or by the dissociation of coulombically bound pairs of charges (CPs). In the present work, both TSC regimes have been observed experimentally by combining TSC and thermally stimulated luminescence (TSL) studies in several conjugated polymers. We found that (i) the above-mentioned TSC regimes are determined by the dominant mechanism of charge generation during the optical excitation and, in some conjugated polymers, the regimes can be switched by changing the polarity of the load bias, and (ii) TSC and TSL temperature spectra are similar, when TSC are controlled by the release of unbound charge carriers. However, they are substantially different, when TSC is controlled by the dissociation of CPs, since the Coulomb binding energy strongly affects the dissociation of CPs into free charge carriers. Therefore, it changes the apparent activation energy of TSC. The field effect is explained by a unified model of hopping TSL and TSC in disordered organic semiconductors.

Розроблено нові кополімери та їх композити на основі 9-вініл карбазолу, а також методи їх модифікування. На базі синтезованих кополімерів 9-вінілкарбазолу з алкілметакрилатами виявлено пластифікувальну дію ланок останніх. Показано, що у таких системах наявний ефект "внутрішньої" пластифікації полівінілкарбазолу (ПВК) ланками комономерів. Розроблено нову методику синтезу свинецьвмісних мономерів та на їх основі синтезовано свинецьвмісні кополімери на базі 9-вінілкарбазолу та 3-йод-9-вінілкарбазолу. Шляхом радикальної кополімеризації одержано нові полімери, що містять фрагменти антрацену та карбазолу. Показано перспективність їх використання за різних способів запису інформації. Досліджено сенсибілізувальну здатність 25-ти телурорганічних сполук (ТОС). Доведено, що процес сенсибілізації полівінілкарбазолу за допомогою ТОС зумовлений утворенням молекулярних комплексів. Показано перспективність цього класу сенсибілізаторів. На підставі результатів спектральних досліджень установлено, що ефективність фотогенерації носії заряду у композитах кополімерів 9-вінілкарбазолу з алкілметакрилатами та поліметиновим барвником значною мірою залежить від молекулярної структури карбазольних кополімерів. Показано, що композити можуть бути використані під час розробки пластичних конвекторів сонячного випромінення. Результати дослідження дають змогу здійснювати розробку енергоощадних фотонапівпровідникових матеріалів, чутливих до видимого, інфрачервоного, рентгенівського випромінювання, а також зовнішнього електричного поля.

Розроблено нові модельні композиційні матеріали типу полімер-барвник, на базі яких уперше виявлено ефект збільшення відносного квантового виходу люмінесценції катіонних поліметинових барвників у фотопровідних полімерних матрицях (полі-N-вінілкарбазолу (ПВК) різної молекулярної ваги, олігомерів N-ероксипропілкарбазолу (ПЕПК) та 9-антраценілгліцидилового етеру (ОАГЕ) у разі збудження їх в смузі першого електронного переходу у порівнянні з аналогічними, але нефотопровідними полімерними матрицями. Виявлено залежність цього ефекту від довжини хвилі світла опромінення (ефект зростає у разі її скорочення). Показано, що перший ефект обумовлений внеском рекомбінаційної люмінесценції внаслідок рекомбінації зарядів, який фотогенеруються у фотопровідних полімерних матрицях у разі опромінення. Установлено, що знайдений ефект зменшується зі зростанням молекулярної маси фотопровідного полімеру та подовженням поліметинового ланцюга в молекулі барвника. Найбільшу величину ефекту спостережено в ПЕПК та ОАГЕ завдяки більшій спроможності ПЕПК та ОАГЕ утворювати переддимерні стани, внаслідок більшої рухливості їх хромофорних груп у порівнянні з ПВК. Виявлено, що такі стани поблизу аніонів барвника є ефективними пастками для нерівноважних дірок, рекомбінація яких під час вивільнення з цих пасток має випромінювальний характер. Уперше показано залежність ефективності фотогенерації зарядів у таких системах від типу основних носіїв заряду в полімерній композиції (електрон чи дірка). Деталізовано механізм однієї зі стадій фотогенерації в таких системах і дослідженоо вплив структурної жорсткості молекул центра

У ході дослідження встановлено, що використання тонких плівок полімерних напівпровідників на основі полівінілепоксикарбазолу дозволяє одержати в електрографічному процесі світлокеровані темплати нановпорядкованих структур. У результаті близькопольової взаємодії утворюється електричний заряд в об'ємі плівки полімерних напівпровідників, який сприяє вибірковому осадженню золота на поверхню темплатів. Такі плівки можна робити у циклічному режимі, забезпечивши можливість зміни параметрів темплату у широких межах.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.226 + Л719.7

Рубрики:

Тонкі шари напівпровідників

Органічні напівпровідники

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Катіонною полімеризацією одержано нові карбазолілвмісні олігомерні (КО) фотонапівпровідники, що містять важкі атоми брому та йоду. Для зниження температури розм'якшення КО до рівня, необхідного під час фототермопластичного запису інформації, здійснено катіонну кополімеризацію з бутилгліцидиловим та alpha-нафтилглицидиловим етерами. Досліджено інформаційні властивості реєструвальних середовищ для фототермопластичного способу запису голограм з плівками одержаних композитів.

На уровне теории функционала плотности с применением периодических граничных условий смоделированы новые полимерные материалы на основе тетраоксо[8]циркулена. Квантово-химические исследования электронной структуры и спектров показывают, что эти соединения интенсивно поглощают в видимой области спектра, что не характерно для исходного мономера тетраоксо[8]циркулена. Применяя концепцию электронно-дырочной проводимости, предсказано, что новые материалы обладают высокой мобильностью носителей заряда (электронов и дырок), т.е. являются перспективными амбиполярными органическими полупроводниками. Исследуемые соединения обладают способностью селективно образовывать комплексы с ионами щелочных и щелочноземельных металлов, что открывает возможности их применения в качестве биомиметических нанопор.