Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1144191), страница 8

Файл №1144191 Диссертация (Оптические свойства органических нанокомпозитных пленок и влияние на них ионизирующего облучения) 8 страницаДиссертация (1144191) страница 82019-06-23СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Спектры ИК поглощения тонких плёнок на Si подложке. 1, 2 — С60.3, 4 —С60/CdTe. Кривые 1, 3 — плёнки до облучения, кривые 2, 4 — после облучения дозой7,5 *105 Р. Спектры 2, 3 и 4 сдвинуты по вертикали для лучшего восприятияВлияние рентгеновского облучения с дозой 7,5 *105 Р на ИК-спектрыфуллереновых и тонких нанокомпозитных пленкок C60/CdTe, содержащиеоколо 20 масс. % CdTe, представлено на рис. 31 и рис. 32.Олигомеризация (в основном образование димеров (С60)2 иоксидимеров С120O), зафиксированная при облучении чистого фуллерена,проявляется в виде многочисленных слабоинтенсивных линий в районе1450 см–1, 1273 см–1, 797–720 см–1, 622–607 см–1. Данные области взначительнойстепениперекрываютсяспектральнымилиниямиотколебаний используемых подложек и кислородных соединений CdTe.Линия при 1427 см–1, присутствует на спектрах как до, так и послеоблучения и связанные с образованием димера С120О, присутствует наспектрах как до, так и после облучения, что свидетельствует о65значительном взаимодействии с кислородосодержащей атмосферой под50014271181156211078918187376106754135014051605 158237640,340,320,300,280,260,240,220,200,180,160,140,120,100,080,060,040,020,00578Поглощение, отн.

ед.действием естественного облучения видимым светом на воздухе.2110001500Волновое число, см2000-1Рис.32. Спектры ИК поглощения тонких плёнок для С60/CdTe, на подложках 1, 2 —KBr, 3, 4 —Si-. 1, 3 — до облучения, 2, 4 — после облучения дозой 7,5 *105 Р.Спектры 2, 3 и 4 сдвинуты по вертикали для лучшего восприятияТаким образом, рентгеновское облучение слабо меняет ИК-спектрколебаний молекул С60 в пленке, (за исключением процессов димеризации),что свидетельствует о высокой стабильности под действием облученияжесткого каркаса молекулы фуллерена.663.3. Влияние гамма и рентгеновского излучения на спектральныезависимости фотолюминесценции тонких пленок С60/CdTeРассмотрим фотолюминисценцию (ФЛ) изучаемых тонких пленок ивлияние на нее ионизирующего облучения (рис. 33 и рис.

34). Спектры ФЛнеоблученных пленок имеют широкий пик в районе 720-800 нм (1.7-1,55эВ) [99]. Энергии таких переходов соответствуют экспериментальнымданным других авторов по фосфоресценции С60 и расчету длязапрещенного по спину перехода T1−S0. Из-за высокой симметрии С60синглет-синглетныйпереходдлямолекулыфуллерена(расчетноеположение порядка 2 эВ) S1-SO является запрещенным для изолированноймолекулы фуллерена.Добавление молекулярно-диспергированного теллурида кадмия ивзаимодействие его с молекулой С60 приводит к искажению симметриимолекулы фуллерена и, как следствие, приводит к проявлению синглетсинглетного перехода S1-S0, причем интенсивность данного переходарастет с ростом процентного содержания массовой доли СdTe в исходнойзакладке шихты в испаритель.

Отметим, что по данным, полученнымквантово-химическими методами, молекулярно-диспергированный CdTeможет внедряться в октаэдрическую полость и не может внедряться втетраэдрическую в гранецентрированной решетке фуллерита [100]. Притакомвзаимодействиифотоиндуцированногодолжнапереносаувеличиватьсязарядамеждувероятностькомпонентамивнанокомпозитных материалах.

Из-за заполнения пустот в решетке такиепленки существенно стабильнее к процессам естественного окислениясамой матрицы С60 на воздухе, т.к. интеркалация кислорода позаполненным пустотам фуллерита затруднена, что приводит к уменьшениюдеградации образцов при взаимодействии с атмосферой.Влияние ионизирующего облучения на спектры ФЛ нанокомпозитовпредставлены на рис. 33 и рис. 34. Воздействие ионизирующего излучения67приводит к проявлению широкого максимум излучения на длине волныоколо 550-700 нм (рис.

32 и рис.33). Процессы полимеризации С60 помеханизмуциклоприсоединенияподдействиемУФ-облученияиэлектронного облучения хорошо изучены, однако данные по воздействиюгамма- и рентгеновского облучения на тонкие фуллереновые пленки вимеющейся литературе отсутствуют.1.0Интенсивность, отн.ед.40.830.620.40.20.040015006007008009001000Длина волны, нмРис.33. Нормализованные спектры фотолюминесценции фуллерен содержащихплёнок, полученные при 300 K. Кривые 1, 3 — С60. Кривые 2, 4 — С60/CdTe. Кривые 1,2 — плёнки до облучения, кривые 3, 4 — после облучения дозой 7,5 *105 Р68Интенсивность, отн.ед.1.00.80.6210.40.20.04005006007008009001000Длина волны, нмРис.34.

Спектры фотолюминесценции пленок С60/CdTe. 1 – до облучения, 2 – послегамма-облучения дозой 55 кГр.Квантово-химические расчеты процессов димеризации показали, чтоданный пик можно связать с протеканием фотополимеризации ифотоокисления. Оптимизированная геометрия димера и оксидимерапредставлена на рис. 35.

В электронной структуре димеров (С60)2 и (С60)2Опоявляются,вотличиеотизолированноймолекулыфуллерена,разрешенные переходы в этой области энергий (см. таблицу 3). В таблицепредставлена симметрия соответствующего возбужденного состояния(представлены только синглетные состояния), энергия и длина волныперехода, а также сила осциллятора перехода в возбужденное состояние сномером i:f 0→i = 8π2 νD20→i (в атомных единицах)(5)связанная с дипольным моментом перехода D.

Переходы с ненулевойрасчетной силой осциллятора выделены красным. Видно, что для таких69структур появляются разрешенные синглетные переходы с ненулевойинтенсивностью в коротковолновой области спектра.Таблица 3. Результаты квантово-химических расчетов спектравозбужденных синглетных состояний димера и оксидимера С60НомерСимметрия, энергия перехода, Симметрия, энергия перехода ивозбужденного длина волны и сила осциллятора сила осциллятора для димерасостояниядля оксидимераС120О(C60)212345678910111213141516B21.8840 eVf=0.0001A11.9232 eVf=0.0029A21.9577 eVf=0.0000A21.9742 eVf=0.0000B12.0025 eVf=0.0000B12.0380 eVf=0.0000A22.0509 eVf=0.0000B12.0567 eVf=0.0001B22.1256 eVf=0.0228A22.1604 eVf=0.0000B22.1616 eVf=0.0003A12.1716 eVf=0.0000B12.1862f=0.0000B22.1885f=0.0025A12.1987f=0.0000A12.2333f=0.0005658.09 nm B1G 1.9010 eVf=0.0000644.66 nm B2U 1.9140 eVf=0.0033633.30 nm AU 1.9531 eVf=0.0000628.03 nm AU 1.9864 eVf=0.0000619.16 nm B3G 1.9895 eVf=0.0000608.36 nm B3G 2.0067 eVf=0.0000604.53 nm B2G 2.0562 eVf=0.0000602.82 nm B1U 2.0605 eVf=0.0000583.30 nm B1G 2.0906 eVf=0.0000573.90 nm B1G 2.1319 eVf=0.0000573.58 nm B2U 2.1394 eVf=0.0000570.92 nm B3U 2.1617 eVf=0.0009eV 567.13 nm AU 2.1635 eVf=0.0000eV 566.52 nm B3G 2.1749 eVf=0.0000eV 563.91 nm AG 2.1750 eVf=0.0000eV 555.17 nm B2U 2.2151 eVf=0.0000652.22 nm647.76 nm634.82 nm624.15 nm623.21 nm617.86 nm602.98 nm601.71 nm593.06 nm581.56 nm579.52 nm573.54 nm573.08 nm570.08 nm570.05 nm559.73 nm7017181920A12.2515f=0.0001B22.2847f=0.0007B22.3083f=0.0206A22.3105f=0.0000eV 550.66 nm B1G 2.2248 eVf=0.0000eV 542.66 nm B2U 2.2417 eVf=0.0011eV 537.13 nm B3G 2.3095 eVf=0.0000eV 536.61 nm B3U 2.3399 eVf=0.0117557.28 nm553.09 nm536.84 nm529.87 nmАБРис.35.

Структура димеров а) (С60)2 и (С60)2О по данным квантохимических расчётовВлияние гамма облучения на нанокомпозитные пленки C60CdTeимеет, видимо, ту же природу, но при используемых дозах слабее, чем71влияние рентгеновского облучения. Гамма кванты имеют меньшую длинуволны и большую энергию, при этом органические материалы имеют малоеэффективное сечение поглощения, причем значения σ — полноеэффективное сечение взаимодействия гамма- квантов с веществомпоглотителя, массовый коэффициент поглощения (μ) и линейныйкоэффициент поглощения (τ) уменьшаются с увеличением энергии гаммафотонов из-за доминирования процессов комптоновского рассеяния(упругое рассеяние фотона на свободном электроне) в выбранномдиапазоне энергий [115].3.3.

Выводы к главе 31. Добавка CdTe в фуллереновую матрицу искажает симметриюмолекулы фуллерена и приводит к появлению коротковолнового пика ФЛ,связанного с частичным снятием запрета синглетного перехода S1-S0 дляС60.2. Влияние рентгеновского и гамма-облучения на тонкие пленки С60и нанокомпозита С60/CdTe ведет к существенной перестройке электроннойструктуры, связанной с димеризацией и фотоокислением фуллерена, ипроявлением разрешенныхдляэтихструктурсинглет-синглетныхизлучательных переходов. Наиболее вероятным для тонкой пленки приоблучении на воздухе является формирование оксидимера C120O.3.

Колебательный спектр молекулы С60 остается стабильным прибольших дозах как рентгеновского, так и гамма-излучения, свидетельствуяо высокой стабильности жесткого каркаса молекулы. Для композитов, вкоторых молекула С60 диспергирована в другой матрице и не можетполимеризоваться, следует ожидать ее высокую стойкость к жесткомуэлектромагнитному излучению.72Глава 4. Оптические свойства пленок ZnTPP и нанокомпозитныхпленок на основе ZnTPP и С60 и влияние на них ионизирующегооблучения4.1. Состав и структура пленокТонкие порфириновые пленки и нанокомпозиты с С60 различногосоставабылиполученыметодомвакуумногонапыления(модифицированной горячей стенки [94]) в квазиравновесных условиях.При помощи энергодисперсного микроанализа (типичный вид спектрапредставлен рис. 36) нами показано, что различные порфириновые (H2TPP)и метталопорфириновые (MeTPP) (где Me может быть Zn, Cu, FeCl) пленки,полученные методом испарения в вакууме в квазиравновесных условиях, восновном соответствуют по содержанию компонент составу (по закладке)исходной шихты.

Наблюдаемые различия в содержании азота в конденсатемогут быть связаны с адсорбцией воздуха, поскольку хорошо коррелируютсо структурой пленки (более развитая шероховатость поверхности пленоксоответтствует большему содержанию азота) [95].Рис. 36. Результаты энергодисперсионного микроанализа73Дляисследованияпорфириновыеивлиянияионизирующегонанокомпозитныепленкибылизлучениябылнавыбранцинк(II)тетрафенилпорфирин (ZnN4C44H28), который обладает интенсивнойФЛ [116], что позволяет промышленно использовать его в электронике длясоздания сенсоров, датчиков, органических светодиодных дисплеев,фотоприемников, а также в медицине для фотодинамической терапии.Исходной шихтой служили как чистые порошки ZnTPP, так и их смеси сфуллереном С60 в различных пропорциях.Однородность, структура и состав тонких пленок исследовались наРЭМ с приставкой рентгеновского микроанализа.

Результаты исследованияморфологии поверхности и состава порфиринового и нанокомпозитногообразцов приведены на рис. 37, 38 и в таблице 4.Рис.37. Морфология поверхности тонких пленок ZnTPP по данным РЭМ.74Рис.38. Морфология поверхности тонких пленкк ZnTPP/С60 по данным РЭМ.Полученная в квазиравновесных условиях пленка ZnTPP имеетполикристаллический характер с хорошо ограненными кристаллитами,шириной около 500 нм и длиной до 1 мкм. Следует отметить значительноеразличие структуры наших образцов от пленок, полученных стандартнымметодом напыления из молекулярного пучка [117], которые имелиаморфную структуру.Поверхность исследуемых нанокомпозитных пленок ZnTPP/C60 (составпо закладке 1:1 по массе) является развитой и кроме однороднойкрупнокристаллической фазы композитной пленки, имеет вторую фазувключений ZnTPP в виде наностержней, растущих под углом к поверхностипленки.Экспериментальные данные о составе полученных тонких пленок всравнении с данными о составе исходной шихты представлены в таблице 4.Отметим, что в квазиравновесных условиях напыления происходитобразование стехиометрических пленок ZnTPP.

Наблюдаемое небольшое75количество кислорода, скорей всего, связано с адсорбированнымкислородом воздуха и парами H2O, и не связаны с окислением исследуемыхпленок. Однако для пленки нанокомпозита ZnTPP/C60 наблюдаетсянебольшое экспериментальное уменьшения содержания фуллерена (какследствие в приведенной таблице наблюдается уменьшение содержанияуглерода) по сравнению с расчетным. Данный факт может быть объяснентем, что при используемой температуре испарения давление насыщенныхпаров порфирина больше, чем у насыщенных паров фуллерена, чтоприводит к сдвигу равновесного состава паров компонент у подложки всторону увеличения содержания порфирина и обеднения фуллереном.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
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
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее