Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1144191), страница 5

Файл №1144191 Диссертация (Оптические свойства органических нанокомпозитных пленок и влияние на них ионизирующего облучения) 5 страницаДиссертация (1144191) страница 52019-06-23СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Авторысообщают об значительном увеличение коэффициента терагерцовогопоглощения и действительной части проводимости нанокомпозитаполифлуорен — частицы оксида графена с ростом содержания частицорганических нановключений. Данное явление может быть перспективамидля применения материалов в приборах высокоскоростной электроники ителекоммуникационных технологиях [74].401.2Основныепредставленияовзаимодействиигамма-излучения с органическими материаламиВ связи с расширяющейся областью применения устройстворганической оптоэлектроники, в том числе перспективой космическихприменений и работы в специальных условиях, встает вопрос остабильности свойств органических компонент под действием жесткогоэлектромагнитного излучения, обладающего большой проникающейспособностью (гамма и рентгеновское излучение).

Взаимодействие гаммаизлучения с веществомвыражается в электронном возбуждении,электронной ионизации, что в органических материалах приводит кпоявлению возбужденных молекул, ионов, свободных радикалов, разрывуили образованию ковалентных связей и, в присутствии кислорода, квозможному окислению фрагментов. При этом изменение свойстворганических материалов под действием γ-облучения может вести как кухудшению значимых для применения параметров, так и к модернизациисвойств и появлению новых полезных характеристик.Малое сечение поглощения органических материалов, по сравнениюсмногимиклассическимиполупроводникамиможетобеспечитьстабильность некоторых соединений и структур к действию гаммаоблучения. Кроме того, органические молекулы с жестким каркасом ипротяженнойделокализованнойπ-электроннойсистемойдолжныпроявлять большую стойкость к гамма-облучению, поскольку длина волныгамма-квантов(10-12м)многоменьшехарактерногоразмераделокализованной электронной системы (10-10м).

Несмотря на очевиднуюважность с прикладной и фундаментальной точек зрения, к настоящемумоменту этот вопрос изучен крайне слабо, в основном имеютсяразрозненные данные о влиянии гамма-облучения на полимеры иотдельные низкомолекулярные компоненты [75, 76].41Поток гамма квантов поглощается веществом преимущественно засчет электромагнитного взаимодействия. У падающих фотонов нет заряда,поэтому они не испытывают влияние кулоновских сил и сравнительноредко сталкиваются с электронами и ядрами.

Данные процессы носятвероятностных характер. При прохождении пучка γ-квантов через среду(вещество) в результате взаимодействий со средой происходит постепенноеуменьшение интенсивности пучка, согласно (3).I(x) = I(0)*exp(−σNx)(3)где σ — полное эффективное сечение взаимодействия гамма- квантов свеществом поглотителя, равное сумме эффективных сечений всехфизических процессов, ответственных за взаимодействие фотона свеществом при данной энергии, N = NAρ/A, где NA = 6.022·1023 моль —число Авогадро, А — массовое число (суммарное число нуклонов(нейтронов и протонов)), ρ — плотность вещества поглотителя), x —толщина поглотителя в единицах длины.

Для характеризации поглощенияфотонов используется следующие понятия:линейный коэффициент поглощения (τ). τ = nσ; [τ] = см-1, прикотором I(x) = I(0)*exp(-τx). Таким образом τ − толщина вещества всантиметрах, на которой поток фотонов ослабляется в е раз.массовый коэффициент поглощения (μ). μ = τ/ρ = σn/ρ, где ρ(г/см) − плотность вещества.

Размерность μ: [μ] = см2/г. Изменениепотока фотонов сводится к выражению (4):I(x) = I(0)*exp(−μxρ )(4)Здесь хρ (г/см2) − толщина вещества, измеренная в массовых единицах.Таким образом хρ − толщина вещества в г/см2, на которой поток фотоновослабляется в е раз.При взаимодействии гамма-излучения с веществом выделяются триосновныхфизических(фотоэффект),процесса:рассеяниефотоновфотоэлектрическоенасвободныхпоглощениеэлектронах42(комптоновскоерассеяние)иобразованиепозитрон-электронпар.Образование позитрон-электроных пар для используемых нами энергийгамма-кванта несущественно, т.к.

может происходить лишь при достаточнобольшой энергии фотонов, при этом происходит поглощение фотона вкулоновском поле ядра.Фотоэлектрический эффект процессвзаимодействияэлектромагнитногоизлучениясвеществом, в результате которогоэнергияфотоновпередаетсяэлектронам вещества. Фотоэффектиграетсущественнуюрольдлятяжелых атомов и происходит снаибольшейэлектронахвероятностьюатомнойоболочки,наиболее сильно связанной с ядром(К-оболочке).Рис.21. Сечение поглощения в зависимости от энергии фотоновСечение фотоэффекта резко спадает с ростом энергии гамма-кванта~1/E7/2 Комптоновское рассеяние представляет некогерентное рассеяниефотоновнасвободныхилислабосвязанныхэлектронах.Эффектсопровождается изменением частоты фотонов, часть энергии которыхпосле рассеяния передается электронам отдачи.

В связи с малым атомнымвесоматомов,составляющихорганическиематериалы,основноевзаимодействие гамма-излучения (с энергиями кванта 100-1000 кэВ) сорганическимиматериаламииполимерамипроисходитпутемкомптоновского рассеяния [77 - 79]. Эффект Комптона наблюдается нетолько на электронах, но и на других заряженных частицах, например,протонах (ввиду большой массы его отдача наблюдается при большихэнергиях кванта).

Часть фотонов взаимодействует с электронами, сильно43связанными с атомами, при этом в рассеянном излучении наблюдаетсяпрактически несмещенная линия. В этом случае фотон обмениваетсяэнергией и импульсом с атомом в целом, при этом из-за большой массыатома ему передается лишь малая часть энергии фотона. Сечение рассеяниедля углерода при энергии фотона порядка 1 МэВ составляет порядка 1барн/атом, что на 2 порядка меньше, чем для свинца.1.2.1. Взаимодействие ионизирующего излучения с фуллеренамии порфиринамиВ цикле работ [75, 76] авторы рассмотрели стабильность фуллеренаС60 под действием гамма-излучения.

Данный вопрос интересовал авторов всвязи со стабильностью фуллеренов в космическом пространстве, котораязависит от конкуренции между уровнями образования и радиационногоразложения фуллеренов. В работах было показано, что фуллерендемонстрировал чрезвычайно высокую устойчивость к облучению гаммаквантами при дозах порядка 6 МГр и 50 МГр, причем доза 50 МГрнабиралась в течение 8 месяцев. Было обнаружено, что при данной дозестепень разложения С60, как в присутствии, так и в отсутствие жидкой фазыводы, была менее 15%. Радиолиз C60 при наличии водной фазы протекаеткак по процессу полимеризации (скорее всего, сшивки), так и разрушенияуглеродного скелета молекулы.

При этом происходит образование C-Hгрупп и включение атомов кислорода с образованием как карбонильной,так и ОН-группы. В работе [4] также была отмечена стабильностьфуллеренов при корпускулярном и гамма-облучении и приведеныразличные структуры их олигомеров после облучения, рис. 22.44Рис. 22. Структуры олигомеров фуллерена C60: димер (верхний) и тример (внизу) [4].Вопрос воздействия гамма-облучения на порфириновые пленки,полученные методом термического испарения, рассмотрен в работе [80]. Нарис.

23 представлены ИК-спектры исходной шихты, исходных иоблученных пленок. Показано, что ИК-спектр пленок после гаммаоблучения практически идентичен спектру как исходных пленок, так ипорошка шихты NiTPP, вплоть до доз 150 кГр.Рис. 23. Колебательные спектры соединения NiTPP: (а) в виде порошка, (б) в виде термическойосажденной пленка, (в) гамма-облученная пленка [80]45Причины устойчивости фуллеренов и порфиринов к гаммаоблучению, скорей всего, связаны с наличием системы сопряженных πэлектронов, что уменьшаетвероятность локализацииэнергиинаопределенной связи и способствует делокализации по всему пиррольномукольцу. Ароматическое кольцо в порфиринах может обеспечить не тольковысокую температурную стабильность, но и радиационную стойкостьматериала, как отмечено в [81].

Влияние другого вида жесткогоэлектромагнитного излучения - рентгеновского излучения - на тонкиепорфириновые пленки представлено только косвенно в работе [82], вкоторой также отмечена стабильность пленок CoTPP, полученныхвакуумным напылением, к рентгеновскому излучению.461.2.2. Взаимодействие гамма-излучения с сопряженнымполимером MEH-PPVВзаимодействие ионизирующего излучения с полимерами изученоподробнее, чем с низкомолекулярными органическими молекулами, однакоособого внимания важным для нас сопряженным системам не уделялось.Под действием ионизирующего излучения может произойти разрезаниемолекулярных полимерных цепочек или фракционирование, такжевозможен процесс разветвление полимерной цепи с образованиемсвободных радикалов, которые вследствие различных факторов могутвзаимодействовать друг с другом и образовывать поперечные связи илисшивку цепи. Интенсивность данных процессов фракционирования илиразветвления зависят от типа полимера.

Например, полиизобутиленсклонен к разрыву или деструкции своих молекулярных цепей, аполиэтилен и полистирол склонен к сшивке, т.е. образованию поперечныхсвязей [81].Прикорпускулярномоблученииядерныестолкновениясопровождаются прямым разрывом химических связей, при этом болееслабые электронные взаимодействия приводят к возбуждению фрагментовмакромолекулы. В полимерных макромолекулах присутствуют слабыесвязи, которые при электронном торможении могут разрываться.

В целомможно отметить [2] изменения молекулярного веса полимера поддействиемгамма-излучениявследствиесшивания(удлинения)иразделения (укорачивание) основной полимерной цепи в зависимости отпоглощенной дозы облучения. Было показано, что оба процесса происходятодновременно, но с разной вероятностью, и, как следствие, становятсяконкурирующими,чтоусложняетколичественнуюоценкуипрогнозирование конечных свойств материала [83].В работе [84] исследовано влияние различных доз гамма-облученияна спектральные зависимости свойств проводящих полимеров MEH-PPV и47BMP при 5°С и показано, что радиационная обработка растворов данныхполимеров вызывает значительный (до 100нм) синий сдвиг спектральныхполос флуоресценции.

Авторы связывают данный эффект со сшиваниемцепей проводящих полимеров, однако в работе [85] показано, что сшивание(химическое) сопряженных полимеров не вызывает сдвига в спектрах ФЛ.Вызывает сомнения в интерпретации отмеченного эффекта и никак необъясненный в работе факт, что величина синего смещения зависит отконцентрации полимера в растворе и значительно уменьшается приувеличении концентрации MEH-PPV.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее