Физические свойства композитов и тонкопленочных молекулярных структур на основе проводящих полимеров и фуллеренов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ОТДЕЛ ТЕПЛОФИЗИКИ

РГ5 ОД

На правах рукописи ЛИ СЕРГЕЙ БОРИСОВИЧ

УДК 537. 31; 539.219.1.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ И ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ПРОВОДЯЩИХ ПОЛИМЕРОВ И ФУЛЛЕРЕНОВ

Специальность 01.04.07. — Физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ташкент — 1995

Работа выполнена в Отделе теплофизики Академии наук РУз.

Научные руководители: академик,

доктор физико-математических наук, профессор П.К.ХАБИБУЛЛАЕВ

кандидат физико-математических

наук

А.А.ЗАХИДОВ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических

наук, профессор

У. АБДУ РАХМАНОВ

Ведущая организация: Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Защита диссертации состоится « о »

в " часов на заседании Специализированного совета ДК 015.90.21 в Отделе теплофизики Академии наук Республики Узбекистан по адресу: 700135, Ташкент, м-в Чиланзар, квартал Ц, ул. Катартал, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке Академии наук Республики Узбекистан (700170, Ташкент, ул. Муминова, 13).

Автореферат разослан «

1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совет"

доктор физ.-мат. наук Х.Т.ИГАМБЕРДЫЕВ

кандидат физико-математических

наук

А.С.ЗАКИРОВ

ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Разработка способа синтеза лолнапетилена к открытие в ганце семидесятых годов способности р- и г.-типа легирования этого полимера с изменением проводимости от изолятора до металла привело к образовании целого класса уникальных материалов с новыми электронными и оптическими свойствами - 'проводящие полимеры (ПП). Новые явления, связанные с нелинейными возбуждениями (ссли-тояами, поляронами и б иполя ранами) в этих квазиодяомерных твердых телах, лежат в фокусе научных исследований последние пятнаттил—-

crcícmaíH. Более того, в зт:гх материалах возможность конгрсл;грс-вания энергетической щели и злектроотрицательяости з процесса синтеза привело к созданию полимеров с разнообразными потенциалами ионизации и электронными средствами.

Весь комплекс уникальныхсвойств проводящих полимеров делает этот класс органичеашхполиыерныхматериалов весьма перспективным для различных приложений. ' В последнее время во всем мире активно ведутся исследования по созданию прототипов различных электронных устройств на базе проводящих полимеров типа фото- и светояиояов, полевых транзисторов, разнообразных датчиков, аккумуляторов и т.п. Причем с технологической точки зрения наиболее привлекательным и перспективным является возможность создания легких, гибких, дешевых и стабильных электронных устройств. В настоящее время у.г.е созданы прототипы гибких светодиодов и полевых транзисторов, состоящих полностью из органических полимерных материалов. Таким а~ра-зом, разработка различных способов получения тонкопленочкых молекулярных . структур- на различных подложках' и исследование их физических свойств приобретает крайне актуальный характер.

Новая аллотропная форма углерода - фуллерен (Сео) _ привлекла, з последнее время наиболее значительный интерес исследователей в самых разных областях науки. Наиболее важными направлениями исследований является изучение сверхпроводимости Cao. лзгирова-гногс-атомами щелочных металлов, г, «лтксго Ферромагнетизма в ег^як/'т?"

О-ло из дсивлекатмьяеяви- свойств фухяёжт - «то те. -"слек-/ла Cea лгляется сяльекм электронным акцеятегек, "ососи&ч "внять до б злектронсв. Сбнггуяениз фотоквдетрсЕанасго ¡¡еоенссг

- 4т -

заряда МПЗ) в композитах ПП/Сео и на границе раздела между донор но-акцепторными бислоями из тонких пленок Ш и Сбо открыло перс пективы использования таких структур в .качестве фотодетекторов молекулярных солнечных элементов' и фоточувствительных материале для фотомнсаштельной техники.

Однако механизмы ШЗ в композитах Ш с Ceo и природа фото вольтаического эффекта на границе раздела ПП/Сео еще до конца н выяснены. Поэтому несомненный интерес представляет изучение меха киэмов фотогенерации, разделения и переноса носителей заряда ] системах ПП/Сво.

. Дель работы заключается в исследовании физических свойст; тонких пленок проводящих полимеров полиацетилена, полипарафениде-на, композитов «.молекулярных.структур на основе полипарафенилена, полиалкилтиофена, полианилина и фуллеренов, а также в изучении физических процессов, происходящих на границе раздела проводящей полимера и.фуллерена, и фотоэлектрических свойств гетерострукту; (ГС) ПП/Сб0 й исследование возможности использования таких молекулярных структур з качестзе фотсдатчиков и фотопресбразователей;

Научная новизна диссертационной работы заключается.в следующем :

v

- изучено влияние различных типов катализаторов в Латтинжёровс-ксй каталитической системе на. надмолекулярную структуру полиацетилена (ПА). Выявлено, что из-за упорядоченного расположения.полимерных цепей внутри фибрилл сол'итоны локализованы внутри фибрилл из-за -межцепочечного кшфайнмента' и мобильные солитоны в транс-Ш существуют только на поверхности фибрилл - в пределах нескольких ангстрем. Установлено, что . число мобильных солитонов растет в траас-ПА с уменьшением диаметра отдельных, фибрилл;

- б тонких пленках полипарафенилена (ППФ) обнаружен оптоэлект-рахнмический. эффект, заключающийся в изменении спектров'поглощения пленки ШЗ в растворе' тетразтйламмсния борфлюорида в'..ацетоаитрвле при изменении напряжения от 0.15 до 2.5 В, приложенного к прозрачному проводящему:покрытию БпОг ка стекле с тонкой .пленкой ППФ. Этот эффект объяснен- оптическими.переходами из валентной зоны в занятые и незанятые актисвязываюние поляронгае состояния, образованные при слабом р-ушза допированщ.Ш®, а при сильном допировании переходами из валентной зоны. на два биподяронных уррзня з запрещенной ¡дели; ' .

h -

- апервые выявлена хоропо разреженная __вйСрсннал._. структура - в яектре" '^голюмйнёсцёншга ' тонких - пленок я® с .максимумами пси энергиях 2.31, .2.72, 2.53 эВ и плечо скало 2.35 эВ. обусловленная ^оконными повторениями полосы излучения'зкеитон-подярона;

- впервые- предложен новый'способ получения тонких пленок псли-парафенилена дискретным .испарением вдрошка.ЩЭ в вакууме;

■ - 'обнаружено увеличение фотопроводимости (¿11) и тушение фотолюминесценции (ФЛ) з. композитах 1Ш и полиалюштиоФена (ПАТ-12) : Сео, связанное с *®<»6itewmipOB^s^Vn6peHocoM;электрона' на молекулу вп эре"? п: .v-1-t

тпн-полярсяа за»».' ссйсзнсЗ' павшерной "ц«пи и релакезцгеи з отрицательный . поляран. Захват электронов на молекулах Сео приводит к пространственному:разделении' электронов от положительных- поляроисг на .полимерной цепи и' подавлении -излучательной рекомбинации. доказано, что перенос заряда между ПАТ.-18. и Сео может происходить г основном ,- состоянии после ультразвуковой обработки раствора ЦАТ-18 и Сво в толуоле;.: - Проведено сравнение ЗПР-спектров плеяки композита ПАТ-18/Сбо И раствора11АТ'18 ' И Сео в толуоле;

обнаружен • сдвиг., максимума • поглощения и фотолюминесценции в композите ПАТ-18/Сео, связанный с .уменьшением эффективной длины сопряжения полимерной цепи и уаиреяием исходной запрещенной щели в результате образования в полимерной цепи койформашонных дефектов типа изгиба и кручения;

- впервые показана возможность создания ГС ШФ/Сео и ПАТ-18/Сбо. об дадашкх. выпрямительными свойствами и значительным фотооткликом. Показана возможность реализации на основе ГС ШЮ/Сво и ПАТ- 18/Сбо фотодатчкков и фотопреобраэователей. Предложена качественная- энергетическая модель- данного гетероперехода. Обязртжся' новый пик около 1.5 - 2 зВ в спектральной зависимости этих ГС, ес-¡тветствуший запрещенному переходу ftu-tiu в Сео., .который стано-вктся -дипольно- разрешенным в некоторой степени благодаря _ флуктуация* решетки или меямолекулярным взаимодействиям; .

- разработан способ получения ГС ПАНИ\п-31: <$отозлектвох"шич5с-.-.'Я полимеризацией ПАНИ на ft-Si ~я изучены Фотоэлектрические свсйс-.•за полученной ГС. Показано, что пленка ДАНЙ а гетероструктуре ПА-'-Ti/rt-Sl играет-роль прозрачного проводящего окна.

Практическая значимость работы.. Полученные результаты углубляют. . представления о физических процессах в композитах за основе

SI и Ceo ¡' на границе. раздела ПП/Сео. а именно, о процессах фато-генерацки я разделения носителей заряда и использованы при разработке на тс основе фотопреобразователей и фотодатчиков. •

На сскопе проведенных исследований разработана новые способа получения тонких кленок И,- позволяйте создавать-различные тон-¡■»пленочные приборные структуры на основе Ш и Сео-

Основные подожения, 'выяосише на задиту:

1. Различные типы катализаторов в -'Латтинаеровской .- каталитической системе приводят к различной надмолекулярной структуре ПА. В результате образны ПА с меньший поперечный размером фибрилл и, соответственно, с более развитой поверхностью, показывают более высокую электропроводность.

2. Оптозлектрохаьический эффект в тонких пленках ППЗ, заключающийся в изменении спектров поглощения пленки ПП»3 в растворе тетразтиламыония борфлгарида в.ацетоаятриле при изменении напряжения от 0.15 до.2.5 В, приложенного^ прозрачному проводящему,покрыла ЗпОг на.стекле с тонкой пленкой ПШ, обусловлен оптическими переходами из валентной зоны в занятые и -незанятые, антисзязывающке пестренные состояниясйразувщхеся при: слабом р-типа допировании ялешш Ей, а при саганои допирования переходами из валентной зоны ка два бапеляронных уровня в запрещешю ! сели;

3. Вкбронная структура в спектре фотоламикесцетдай тонких пленок ГШ с максимумами при энергиях 2.91, 2.72, 2.53 эВ и плечо, около 2.35 эВ обусловлена фонон!Шми повторениями, полосы излучения-экситон-поляронз; ..

4. Увеличение фотопроводимости и туаение фотолюминесценции в композитах ПГОи ПАТ-18 с Сео связано с. фотоиндудированным переносом электрона на молекулу Сео Во время миграции фотовозбужденного внутрицепочечного экситон-подярока вдоль основной полимерной цепи й релаксацией в: отрицательный йолярон, приводя к пространственному разделению электронов от положительных гшяроков на полимерной цепи и подавлению излучательной рекомбинации. -

. 5. Сдвиг- максимумов поглощения и фотолюш®есценцк5 в коротковолновую область в ПАТ-18, . допированием Сео. пСсле ультразвуковой обработки связан -с уменьшением эффективной длины сопряжения ПАТ-18 из-за конфосыациснных дефектов типа изгиба и'кручения, что -приводит к возможности переноса задяда меяду ПАТ-18 и Сео в основном состоянии после ультразвуковой обработки раствора ПАТ-18 и Сео в

....б,-Фсяовольтаический • эффект в гетероетруктурзх " ППЗ/Cso LM-iS/Cgo обусловлен СШ на границе раздела Ш/Сео- Cctcoti-tuk г: З/Сео ь спектральной сблггга 1.S - 2.0 &3 обусловлен еютовозоуж-

;ега:еы молекулы Соо с hu-уровня на tiu-урзвень, который являете* ¡апрещенным для изолированной мзлекулы Csd. но благодаря иаменекк: яшметрки молекулы Cgo в полимерно« окружении становится частично

>23решеККЫМ,

G. Оотозлекгрохюляескзй.полимеризацией ПАНИ на n-Si возможно юлучение оптимальной фоточувствительной • п»

«ivfl-Sl .

Апробация работы. Основные результаты настоящей работы докла-I«вались на Республиканской конференции ыолодых ученых "Актуальные юпрссы.прикладной физ1пш" (Ткакент, 1985);: Конференции ыолодых гченых и специалистов И® АН УзссР (Ташкент,; . 1987); Третьем Со-зетско^Мщшйсйоц семинаре" по ¡электронному /.материаловедению, (Таш-teHi, 1987);- 5 школе го одейническагхю^ '

L986); Мезс^зродных -Ш^еревйтк-ТО^тт^ие 'ушие^яаиг для электроники и приборостроения" ЗЛОРМА-87' (Ташкент,' 1987) и ЗЛОР-М-90 (Домбай, 1990); Международных конференциях по синтетическим металлам ICSM-90 (Тюбинген," СРГ.1990) и ICSM-94 (Сеул. Корея, »994) и Второй Международной конференции по молекулярной электронике и биокоыпыотерам (Москва, 1989).

Публикации,- Основные результаты диссертации изложены в 12 печатных работах. ...

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения а списка литературы и содержат 115 гграниц машинописного текста, 'включал 54 рисунка. 3 таблицы и спи-, гок- лятерагурк га i'A каяненованлЛ.

- СОДЕИИНИЕ РАБОТУ

Во введена оЗосзовываетез актуальность теш, сформулирована цежу диссертации, указана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, азлсесепа структура диссертации приведена освоение положена«, -выносимые на защиту .

В первой главе диссертации описазы иетоники приготовления (й-оазгюз, а.таете ошозяк ыетодиогазаереюля.иеяены_ эвепериментагь-

пых устаноБо:-.

В первом разделе изложена технология приготовления ■ -образца! ПА различной морфологии. Высокорегулярный линейный ПА. синтезировался в каталитической системе/Латтинжера, состоящей из соли переходного-металла Со (N03) г и ооргидрида натрия КаЗН^, .и.'представля; собой гель.в этиловом спирте. . Исследовались.следующие модификации Латтинжеровского.ПА: 1)- ПА, полученный б стандартной Латткнжеровс-кой системе (ПА-1); 2) ПА,. полученнш.вЛаттинжеровркой системе с добавками фосфина (ПА-П); .3) пденкиПА, .подученные из геля,' выдержанного б течение; 4х .месяцев в инертнойатмосфере (ПА-III); 4) ПА, полученный в Латтинжеровской системе с добавками N1- ЩА-ГУ).

Пленки ПА изготавливались . простым и.технологичным способом: нанесением ПА иа жидкок фазы каподложку с . последующим ' удалением растворителя.. Допирование ПА проводилось в парах Ц. '.Уровень легирования определялся. весовым методом на весах- ВЛРг20у Все работы с ПА проводились в инертной атмЬсфёре' Кг и Аг. •,'• ••"

' Во втором разделе'описан способ получения однородных.;свободных от молекул растворителя- и катализатора, ■ тонких-пленок ППФ .: на . различных подложках, .'заключающийся; в. том, ■ что в вакуъъшой-камере с давлением- Ю-5*' 10"®. торр порошок'ППФ-дискретнр малыш! порциями в виде отдельных частичек..со скоростью 3*6 мг/мин подается в испаритель с-температурой еООНООО °0..; Благодаря, быстрому.-разогрев^у отдельных частичек поровпо №Дс^о -"вспышкё'') яе успевает произойти химическое разложение полимеру и -его- пиролиз,,' а образуется пар .из отдельных: макромолекул- 1Ш, - при рсажденж .шторогй .на подложках с температурой 40+90 °С происходит сборка полимера в.. салккристадли-ческую-однородную^прозрачную.гаенку. .-••'. ■ ■ -

-Образцы для: исследования методой' спектр<х:копии .-.характеристических потерь энергии 'электронов'пйиготавливалксь- по .следующей- «е-толике.''-.' Недспирсванные тонкие' пленки ППф .тшшдаой <'-1000 А Убыли приготовлены- .дискретным.. -вакуумным -испарением пороша.на' под-лсхки из. ;КВг/ Затем тонкая-.пленка ШФ была,-.нанесена «а золотую сеточку.. растзорени&м ¡-Вг'■ е ' ¿оде.': йбп-ирррааие ЛПФ; атомам* 1л- осущест-влялось.-.напылением ' в -высоком- вакууме-на :пленки.П©:и -нагр'евани-. ем-до 130"°С/ За несколько .-часов- атомы -дййуидировали'в. пленку ПК. . ' ...■■ 1 ; .'-.•''•.•--' '• '•••'.

"-В; третьем ..разделе описана - технология получения тонких пленок :Сео...; Фуллер^ны. Сб^.бьш прставл'ешд.^фирмой. Зс1ёгюс,иЬЬга1сгу Со.

uta. : я были приготовлены ислзрегшем^граритовых' злектсолзз дуговым разрядом з атмосфере гелия и очищены промывкой а тсягэд*.

Для.получения - композитов-- lüI/Ceo Ш и Ceo' в ооответствупгэм молярном соотношении растворялись в толуоле. Тонкие плеккк приготавливались нанесением раствора после ультразвуковой обработки на чистке кварцевые подложки для оптических экспериментов или на покрытые проводящей прозрачной пленкой для экспериментов по фстопое-

зслимост.и. - • •-•■••■

Сэндвич-структуры Cfin/ПП Г5илИ " _ПСЛу*?<?ПУ ¿айылкни««

• н». ягйику ИЛ, ' ¿¿гедвд предварительно .¡¿i кварцеауя

подложку с полупрозрачными золотыми контактами. Затем напылялся полупрозрачный слой Al в качестве" второго электрода.

В четзертом разделе описан метод получения тонких пленок ПАК! на подложках ñ-Si фотозлектрохимической; полимеризацией ПАНИ в стандартной трехзлектродной ячейке в водном; растворе 0.1 Н сульфата анилина + О: 1 Н. H2SO4 (рН»1) . Анилин тщательно очищался вакуумной перегонкой. • Затем цс^лучаш соль сульфата".ашшша>-основе'' которой приготавливался электролитический раствор. В качестве про-тизоэлектрода использовался платиновый листовой электрод, а электрода сравнения'- насыщенный каломельный электрод (НКЭ). Синтез эсуществлялся в потенциостатическом режиме при напряжениях +0.3 * П В относительно НКЭ (обычно при +0.7 В) при непрерывном освещении галогенной лампой накаливания типа КГМ. Мощность излучения доставляла 10 30 мВт/см2. В . процессе синтеза регистрировался анодный .ток в диапазоне .1 мкА * 100 мА. Полученные пленки ПАНИ домывались в 0.1 Я растворе серной кислоты и. сушились на воздухе. Готовые .- пленки ПАНИ представляют собой темно-зеленые однородные хлотныё пленки с'сопротивлением 0.1 Ом-см.

В пятом разделе описаны использованные в настоящей работе юспериыентапшые устанйвкв и методики, :-'"'.'

Морфология проводящих : полимеров: исследовалась при помощи ска-шрующего' электронного микроскопа "Hltachl-S-405A". ;

Инфракрасные спектры пленок проводящих полимеров и фуллергноз юлучены на спектрометре "IR-75" фирмы Карл Цейс Йена..

3ÜP измерения выполнены яа спектрометре 3 см диапазона ER-200 ЖС и ES?-300"Epyicep". Измерения g-факторов и количества спинов •разводились путем.сравнения с сигналами ЭДР в образцах стабильного )ргаяического радшсададифеяшшкридгидрааидае известной кояцент-

рацией спинов, аттестованного BffifliwTFJi. При сравнении сигналов от исследуемого образца и эталона использовался двойной прямоугольный резонатор ER4105DR, позволяющий проводить измерения -образца и эталона при абсолютно идентичных экспериментальных условиях. Интегрирование экспериментальных' спектров и моделирование теоретических выполнено на компьютере "ESP-1600" фирмы Брукер. Спектры записывались в условиях отсутствия-насыщения.

Исследования спектров поглощения, спектров ФЦ и 5Л и измерения спектральной чувствительности ГС проводили на экспериментальной установке, собранной на базе спектрального комплекса КСВУ-12. Для повышения чувствительности использовалась модуляция сЕетового потока с частотой 74.5 Гц с помощью механического модулятора. Сигнал с образца снимался на вход селективного нановольтметра "UN I PAN 237". С вачода нановольтметра усиленный сигнал подавали на АЦП, а затем преобразованный в цифровой код в микроэвм.

Измерения вольтамперных характеристик проводились с использованием источника постоянного тока Б5-43, электрометрического усилителя У5-9 (У5-11) и универсального вольтметра постоянного тока В7-21. Световые характеристики снимались при облучении обычной W лампой накаливания лющяосгъю 300 Вт. Мощность падащего -света, измерялась с помощью измерителя мощности LM-2.

. Изучение электрохимических и . фс тоэлектрохимических характеристик пленок ПАНИ проводили с помощью потенциостата ПИ-50- 1.1 с программатором ПР-8, кулонометрического анализатора 'ОН-404 и самописца "X-Y recorder A3".

Во второй главе диссертации изложены результата,исследования • влияния-надмолекулярной.структуры- (морфологии)- на свойства ПА, синтезированного по методу Латтинджера. В результате синтеза по методу Латтинджера в ПА образуются фибриллы с диаметром гоонсхЮА.

Исследование морфологии 4-х модификаций Латтикжеровского по- -лиацетилена с помогаю сканирующего электронного микроскопа показа-до существенные различия в их надмолекулярной структуре. Образцы пленок ЯА-J имеют фибриллярную хаотичную структуру с тонкими . и длинными 'фибриллами с диаметром * 200 А 'и рыхлой упаковкой. Образцы пленск ПА-II также имеот -»йоилхяряую структуру, ыэ с солее толстыми ф;:сс.1ллами ■ ¡шаиетром * .400 А. йнтераска* результате:.-:' эдектраан* • чккросхспических исследований морфологии пхзнок ПА ока- . залссь ".то, чю в пленках ПА-III,. fioF-'ieHHtix из геля, Еьиержаннсго

s теч-?як~ 4х месяце г в инерткой атмосфере, было ойнаррйн- .

чени»-поперечного размера $гЯрилд'д& С00' - КС /. :\\> ч^крсл-сгг-сзиивак наблюдается 'елее гглотк-т-. угцоивк?. / i ..

ji. льслсдвые коьцы .фибрила. Ь образцах ПА-IV яадмоде.«'л«рк25: еггтаг.-рг ке является Фибркдларнсй, а предст&вля-'-'1 о..-:',.-!: ;-л.л.ч'.г.:. чуя структуру с размером отдельных глобул от ЗСОС А до GG00 А, «о сун^стаеняо превкпает пегтеречные размерь: фкрялл С-..- -»•:-

Ш. Отметим такке ухулэеиие глскоойразугаи.- сбои.:!:. ; ¿лду IIA- i - ПА-11 - ПА- III - ПА-1V.

ИК-спектры пропускания n*^™- л.

Г..^7■ ■■... Juiicücii'wütT.

HIP спектр« цис-ПА предстазлявт собой симметричные гауссовые линии, а у транс-ПА - симметричные лоренцевые линии с g-фактором, близким к g-фактору свободного электрона g - 2.0023.' Установлено, что интенсивность сигналов.SGP. обеих изомерных форм-ПА подчиняется закону Кюри в диапазоне температур-77 + 300 °К... Ширина сигналов ЗПР всех модификаций цис-ПА с фибриллярной морфологией . составляет АНрр -5-7.5 Гс,. а для образцов с глобулярной морфологией ПА-IV АНрр = 10 + 12 Гс. Спектр ЗПР в цис-ПА определяется главным образом локализованными в цепи полимера дефектами. При этом имеет место неоднородное укирение сигнала из-за сильного вклада спин-решеточного взаимодействия. Зависимость амплитуды сигнала от могностг ъ случае неоднородного уп:ирения ке должна иметь характерного мак-сучума. что и наблюдалось в эксперименте.

.".сследовалнсь зависимости аиркны линии ЗПР от времени изомеризации для тех же модификаций ПА. Цис-транс изомеризация поовол-лась при Т « 423 °К, а спектры записывались при Т -- Z2Z '"„. известно.' в ПА epif цве-транс изомеризации наблюдается сильное узе--ттеккс- числа парамагнитных центров и динамическое судевие сгсьйл:. С-ПР ;:г--за появления зысскомобильных нейтраль ню: сг.лцтоноь ;■■•' разизх с фнбркимрной морфологией ширина. сигнала уменьшается до ÄWbp = 1.4 * 2.7 Гс, что согласуется с литературными данными.

Анализ зависимости амплитуды .ЗПР- сигнала в. транс-ПА от СВ'Ч .¡занести показал однороднее увадаеяие с максимумом для образцов с. .:.:;йр;:лляр:юй мерфелегией i:s- гз уменьшения влияния спин-ракеточного взаимодействия в тоакс-ПА благодаря мобильным парамагнитным центрам. Для образцов ПА-IV зависимость амплитуды ЗПР-сигна-а с: СЗЧ-мопности сохраняет неоднородный характер.

-^ис^остеи «шлливды ЗПн-сигнала от уровня микроволновой определены времена слия-реветочной релаксации Тг для ?осао-Ий с фибриллярной морфологией. Получены;еледушие величины: Га-=15.? моек, для 11а-I, Т1-5.0 мсек. для ПА-II и 11=7.8 ксек для ПА-:11. Константа скорости диффузии 0ц«6.9-1012 рад/с для ПА-1, Эн-1Л-101Е рал/с'для ПА-II и ¡-3.0-Ю12 рад/с для ПА-III. Таким образок, парамагнитные центры (нейтральные солитоны) в транс-ПА являются достаточно мобильными вдоль полимерной цепи.

Фибриллярная морфология ПА приводит к сильно развитой внутренней поверхности порядка 10 + 10О м2/граш. Т.е. если у обычного твердого тела поверхностному ело» принадлежит только 1СГ6 атомов/ го в ПА в поверхностном слое находится от 5 до 20 % полимерных молекул. Мобильные солитоны в транс-ПА существуют тольга на'поверхности фибриллы в пределах нескольких ангстрем. Тогда каждая фибрилла состоит как бы кз двух частей: -внешнего приповерхностного слоя, з котором солитоны мобильны, (т.н.-.цшйяр мобильных солито-ноь) и внутреннего сердечника, в-.котором.молекулярные цепи'- более упорядочены к солитоны локализованы-из-за межцецочечного конфайн-мента. Число мобильных солйтонов растет в- транс-ПА с увеличением плотности упаковки в с уменьшением диаметра отдельных фибрилл. .Поэтому ширина 8ПР сигнала меняется от. 6.2 только до 4.8 Гс для ПА-Ш ■ к от 7.8 только до'5.0 Гс -для'.ПА-II".' Образш ПА- IV имеют 'глобулярное строение и суммарная поверхность . такихглобул много мекьне • суммарной,- поверхности фибрилл в,таком'.же объеме полимера. Поэтому концентрация'-мобильных спинов значительно меньше и -узкий, сигнал от них маскируется-широким1-.сигналом от локализованных спинов.

Исследован* зависимости. .-сопротивления пленок ПА от степени допирования. 1£ для 4-х модификаций ПА. Рост электропроводности при допировании I?,. как;и -.максимальный.уровень. легирования, убывают с ряду -ИА-2 - НА-11 - ПА-III- - ПА-1V.

Показано, что гетероструктура.ПА/п-З! обладает выпрямлявшими :ьоисгб£Ьш г.ри сильных уровнях легирования в парах ¡2 с коэффициентом. выпрямления 10, причем ПА ведет себя как р-типа полупроводник. 3 результате измерения световой ВАХ обнаружен довольно значительный фотовольтаический эффект.- Обнаружено.значительное увеличение сототока при приложении'обратного-смещения, в десятки раз пре-'лызаощее - ток короткого замыкания. - Иэ нагрузочной характеристики ГС

ПЛ/n-SJ при облучении светом oí W-лампы. накаливания шшсстье 3CG 'В: '&• стороны ПА спреаелены фактор заполнения FF = О.Я. г:.'.;

Г ' 160 мкА/смг. При. учете только эффективно ¡¡с- ¿.хьлкг'

излучения мощность падающего света Р » 2.5 Вт/см2 и оцекегошй с коэффициент полезного действия равен 0.8Х. Третья глава диссертации содержит результаты исследования пленок дслипарафезилена, полученных методом дискретного к- -Пйрг-нка порошка nií в вакуум*.

КК-спектры напылённых тонких пленок ППФ идентичны ИК спектрам

"zzztizzizt: titinnwl u гii гш мп rwwuímrrntmv. *""г~г10;~

Ж , сооть*тетвук2!кх гвеялоавзстным колеба-

ниям С-Н групп moho- (» i = 765 см-1) и паразачещенного (V2 = 805 см"1) бензольного кольца оценена средняя длина полимерной цепи п. Для порошка ППЭ п=20, а для напыленной пленкиПЕФ п=11.

. Спектр дифракции электронов для тонкой пленки недопированного ППф соответствует постоянным решетки а = 7.81Á, Ь=5.53А. с. « 4.2К: . . Спектры ЭПР;тонких пленок нелегирован,ного ППФ.в 3 см диапазоне регистрации ■ представляют собой одиночные почти лоренцевые лика;. Сигналы такого типа характерны для полимеров с развитой системой сопряжения. Соблюдение закона Кюри отвергает предположение о возможном термовозбужденном парамагнетизме.

Исследованы спектроэлектрсхимические свойства тонких пленок ППЭ в растворе тетразтиламмония борфлюорида в ацетонитриле при изменении напряжения от 0.15 до 2.5 В, приложенного к прозрачному проводящему покрытию SnOs на стекле с тонкой пленкой толеинс^ г 5 мта. Оптические свойства пленки ППФ изменяются существенно пр;; ^екгрохимическсм дозировании и раздопировании. Сильный пик поглощения с максимумом■около 3.4 зВ соответствует чежэсннсму п?рс"гг" р 1Ш>. Величина запрещенной щели в ППФ, оцененная и? спектра пр" кия, составила 3.0 эВ. Кроме того найлтоааись дьа аипв »а 0.'.. 1 1.0. эЗ и 1.9 * 2.4 зВ. С -увеличением приложенного напряжения и, соответственно, уровня допирования, интенсивность обоих пиков увеличивается, а интенсивность:межзонного перехода уменьпается. Еоле: того, наблюдается сдвиг этих пиков. Пик на 1 эВ сдвигается к валентной зеке до 0.7 зБ, а пик на 2.0 зВ сдвигается к 2.3 зВ ближе к зоне проводимости. Сумма энергетических максимумов двух пиков, внутри запрещенной аели совпадает с энергией межзонного перехода. На основании- - этого можно заключить,' что эти два пика' поглощения

;эотьет:т£>".:х при сладом допировании переходам из валентной зоны-в занятые к незанятые антисвязываащие псляронкые состояния, а при сильном допировании переходам из валентной гоны на два биполярон-кых уровня в щели. Согласно теории два бжоляронкыч состояния располагаются симметрично в запрещенной шгли на 0.6 эВ выше валентной зоны и на 0.6 зЗ ниже зоны проводимости, т.е. соответствушие переходы должны происходить при энергиях 0.6 'эВ и 2.2 зВ. Экспериментальные значения подтверждает эту картину. Эксперимент также подтверждает вычисления силы осциллятора: интенсивность ниакознер-гетического перехода намного больие интенсивности высокоэнергетического перехода. При больших концентрациях допанта низкоэнерге-Тггчный пик увеличивается . в •■ интенсивности и сдвигается вверх по энергии, а высокоэнергеткческий пик исчезает. При концентрациях больше 10% запрещенная щель схлоцызаётся и наблюдается только ' глазмск при 2.2 эВ. Первый гс-тг* переход трансформируется в Дру-дэ-подобные возбуждения, а второй п-й* переход'..уширяется. :

Спектр люминесценции тонких пленок Ш® при 80 °К имеет. хороао ■ разрешенную 'аиброннузо структуру с максимумами при энергиях 2.91, г.72 , 2.53 эВ и плечо около 2.35 эВ. В спектре люминесценции отчетливо проявляется колебательная мода с частотой 1532 см"1 (0.19 зЗ), совпадающая с одной из колебательных-'мод полярона. Спектраль-' ный состав люминесценции не зависит от энергии возбуждающего света. что подтверждает собственную-' природу -люминесценции ППФ. В тонких пленках ДПФ обнаружено значительно меньшее количество структурных дефектов, чем в дороже ПШ.

3 четвертой главе излагается результаты исследования композитов и тонкопленочных ГС ЩВ/Сео и ШТ-18/СбО-

Спектры поглощения пленок ППФ и ПАТ-18 не показывав? особых изменений при допировании С50, характерных для легирования обычными сильными дспактами, такими как Li-- 'кли AsFfC", а представляют .наложение спектров поглощения чистых ШК>- иди ПАТ-18 и Сео-

Исследование зависимости увеличения фотопроводимости (й!) ППФ Г.АТ-18 or. концентрация Сео и спектральной зависимости ©I показало, что И суцестзенко увеличивается, при допировании Сео- На спектральной зависимости Ш композита ПАТ-18/Сео виден 1) широкий-отклик в полосе 2.0 - 3.0 зЕ, 2) иирокай пик около 3.5 эВ к 3) ■ гик сг.сло г.ь ъЗ. Ноли сравнить эти тки со спектром псгло-тс я»: »так??. быть приписан-запрещенное/ переходу

о • гпрегай'"rei на 2~.Z '0 заздедончсму neoe-cczrv г, л Сбо а зюзокап бесструктугма-; пел;:га ь сблгста Г-'Л зВ ч^лзоннсу , IiAT- its.

Механизм увеличения s композитах nnî/Cao »? EaT-IS/Ззо устоит з следующем. Когда молекулу ÇgQ при легировании ьхедлх ыеяду иепочкгми полимера, открывается даа новых канала для увеличения тотегекерапт.и;

А. Канал возбуждения Сео: поглощая фотон с энергией 3.5 зВ электрон возбуждается г: h., на N—^ "?zt:~zz z ¿¿и* «a Lin и liujiAnH птябяяизирсяатт'г'т. подле;« ^ С-.,, благодаря сильному взаимодействию с 'фонснамк, в то время как дь^ка переносится на полимерную цепь. Переход hu-tiu d-8 эЗ) является запрещенным, но благодаря изменения симметрии С^о в пежмеряем окружении электрон будет возбуждаться, с некоторой вероятностью па tm и затем стабилизироваться в Pc" на'Сео, тогда как дырка с hu-уровня будет переходить в валентную зону ШГи должна стабилизироваться с формированием положительного полясона-ÎP"*").

3. Канал возбуждения" полимера (Шй> идя ПАТ-13): облучением светом с энергией фотонов, превышающей СЕ (3.0 эВ для ПП5 и 2.0 эВ для ПАТ-18). пары Р*"-Р~ создается на соседних цепочгах пси м-.г.::--почечном поглощении или при nv >> ДЕ благодаря внутрицепочечкому поглощению на той же самой цепочке и мигрируют вдоль полимерной цепи. Когда пелярон встретит молекулу Сео, электрону будет выгодно перейти на Сео, что уменьшит.вероятность рекомбинации с F*. Рекомбинация должна быть подавлена из-за эффектов азтолокализац;:;:. которые должны уменьшать_перекрытие между.гелиевыми функциями Fo~ и Р* из-за деформационных и некоторых других геометрических пэичик. Поэтом/ Рс-ссстояния являются долгозивуоши.

Обнаружен голубой сдвиг спектров ГЛ при увеличении концентрации Сбо дополнительно к'эффекту, тузения ФД а ПАТ-18, локированном Сео- В этих образцах процесс допирования выполнялся ультсазвуковыч перемешиванием пороака Сео и ПАТ-13 в соответствующих молярных 7'усу 'i ^ лтолуоле. ОФ^-^кт ~ ~ ноблю^оося ~ о со "О о о • ■ - ■

У--1 •.,й?гяпгукз5сгэ "ео^м-пньаннд. 3 случае ПАТ-it. . зЭННОМ СпП, бОЛЬ~Че МОЛСКУЛУ С$0 ^'ОГУТ вызвать ЙСК£К2НЯЯ ЛСЛЙМ-р-■-:?-< з?п*й, призам к кс:;фор1ец:кнным дефектам типа изг:-:5а и круча-:-'::л, привела к уыеььшениу эффективной длины сопряжения цепи я уют- ■ рения исходной запрещенной ¿ел:;. 3 результате искет происходить

частичный перенос заряда между Сео и ПАТ-18 в основном состояния. •. Кроме'.того, после ультразвуковой обработки молекулы Сао могут по- . дойти ближе к основной; полимерной-цепи .и; увеличить интег'рая перекрытия. : Эта интерпретация - подтверждается . наблюдением -' изменения : энергии к-Л* перехода -при увеличении концентрации молекул Сео и ПАТ-18 и -экспериментами по 'ЭПР-спектроскопии. ;ЭДР-.спектры .ПАТ-18, . допированного Ceo, до облучения-показывают■ два-ЗР-сигнала: один..с г-фактором, равным gi-2.0022 и ЛНРР- 3.5 Гс и второй с й>«1.9993 я ДНрр- 3.4 Гс. ЭПР-сигналс большим g-фактором типичен для ПП и соответствует полярону'в ПАТ-18, а ЗПР-сигнал с. меньшим значением g-фактора - аниону Сбо~. При ультрафиолетовом облучении интенсивность ЗПР-сигнала увеличивается, подтверждая дополнительный фото-индуцированный перенос заряда. Форма ЭПР-сигнала не изменяется при УФ-облучении.. Интенсивность сигнала с g2=l.9993 увеличивается в два раза быстрее., чем у сигнала с gi=2.0022. Это связано с образованием бесспиновых биполяронов в полимерной ■ цепи при длительной засветке. Для-подтверждения приведённой интерпретации были проведены исследования -ЗПР-спектров растворов ПАТ-18 и Сео в толуоле.. Раствор ПАТ-18/Сбо ?г толуоле не показывает ЗПР-сигнала в области температур 77*290 К, т.е. не наблюдается какого-либо переноса заряда между ПАТ-18¡ и Ceo. в , растворе без облучения, '•' . *,

ГС Al/Ceo/ini/SnOs' показывают. ассимметричнув темновую ВАХ. Исследованы спектральные . ■,. зависимости ' фототека : гетероструктур * А1/Сбо/ПП/Зп02 при положительном- <+1 В) и отрицательном (-1 В) смещении при освещении со стороны Sn02. В.случае обратного смещения наблюдается больдой фотооткдик ' благодаря фотойндуциртранноиу переносу 'заряда на границе раздела между ПП и Сео. При обратном смещении (А1-злектрод положителен), фотоиндуцированный перенос заряда между Ш® (ПАТ-18) и Сбо активируется и ускоряется, приводя к большому фотоотклику. Наиболее важной особенностью на спектральной характеристике является наблюдение- слабого фотоотклика при 1.5 - Z зВ, соответствующего переходу hu4iu в СбО. который является запрещенным и не наблюдается в спектре поглощения Сво в растворе. .Одг - язко' теооетическй было показано, что- этот дипольлб-ззлреавннш переход станссйтся разрешенным в''некоторой'степени-бла1'рдаря флукту-: авиям регйетя .или межмолекулярным взаимодействиям. -.С другой стороны,. в случае положительного смещения, - фотоиндуцярованЕый перенос заряда не увеличивается, потому что направление электрического по- -

ля.. обратно к^напразленин переноса'зйряда 'от ТШ к С'ео. приводя ^ малому фотоотклику.

В пятой главе приводятся результаты исследований фотоэлекто-' 'химического синтеза ПАНИ на ñ-Si и фотоэлектрических свойств г: ПАНК/n-SI.

Показано, что при фотоэлекгрохймичёском синтезе ПАНИ да p.-Sl образуется потенциальный барьер на границе раздела ПАНИ/n-Si, который. лосде .начального этапа определяет динамику роста пленки ПАКИ.' На начальном этапе опоелелвтотчи дрлло:^.. ^iu«»«^ додцроьоайика. но йот ростп ттлстпд: ПА151 ела начинает затенять. Si-электрод от света... но теперь начинает работать барьер на границе раздела -ПАНЙ/n-Slv Анодный, фототок растет при полимеризаций, достигает, максиму^ и затем начинает лздать. Этот, максимум ■ соответствует оптимальной толщине пленки ПАНИ, при которой & .гете-' роструктуре. ЛАНй/n-Si схадествляется наиболее.; эффективная фотоге-- нераш1я и раддадёние нЬсйтадей Толщина.-, пленка ПАЦИ,; сорт-ветс^вущая этому;1дасим|п$»'Ярэви& IciaahVjöfäBäx^ctBOM -.этому, служит-отсутствие:'фотоответа йри статЫе ДАНИ на платиновой элект-' роде и на диоксид-титановом элёктроде- при тех. же условиях. При фо-тсёлектрохимической. полимеризации вдут.два кеккурирутких процесса: о?мсление кремния' й полимеризации-анилина, . ..в результате; которой . подложка покрывается, плёнкой ПАНИ,- которая- резко ограничивает рост окисла. ■ Таким образом", фотоалектрохкмический синтез ПАНИ на кремнии является очень удобным, , прс?стш .и надежный способом получения тонких пленок-ПАНИ ка поверхности лолупроводников.. Этот метод позволяет регулируемым'образом создавать-ГС,с заданной.толщинойг степенью легирования." ";.-' .."' - . ', -'."-•

Исследования зольтамперных "характеристик ГС ПАНИ/п-Si показали, что данная ГС. облазает хершими выпрямлявшими свойствами и г.в-«аетоь оо \ • -

' Световая ßAX-ГС DAffií/rt-Sl доказывает, значительный фотоответ. Так/ при освеиении" галогенной лампой накаливания при интенсивности 70 1-Зт/см2'напряжение холостого хода ихх.и- ток короткого замыкали,? составили соответственно'. 250*306 кВ- и 1.5 мА/см". .Козффиш{ент-за-лсш!е|Ш.нагрузовдой-характеристйки;ГС ПДКИ/п-Sl" <" 0.25. Завксй-.мость. 'It¿CP-in)'-лйнейи&.ваначальном,участке; яри Pin < 10 fßt/см2, а вависишеть-UxxíPin) - лорариф^есшго характера: • ' . Совпадёте спектральной -.ч4гёт?п-зльности сЬспектра« пропус-

кгния ПАНИ подтверждает предположение о том, что плешга ПАКИ играет роль верхнего прозрачного проводяцего окна.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы.

1. Показано,' что различные типы катализаторов в Латтинжеровс-кой каталитической. системе приводят к различной морфологии ПА и, соответственно, ■ к различной проводимости и изменения сирины ЭПР линии, коррелированному, с изменением допируеыости. федложена.модель для-объяснения влияния надмолекулярной структуры на электрофизические и .магнитные свойства . ПА.' Образцы ПА. с. фибриллярной структурой обладают огромной , внутренней поверхностью плоладьнз до 100 м2/грамм. В результате образу ДА с меньшим поперечном размером фибрилл и, соответственно, более развитой поверхностью, показывают более высокую электропроводность и большие- максимально достижимые, уровни допирования. .'

2. Показано, каким образом меняются электронные-свойства 1Ш - ПП с невырожденнымосновным состоянием при допировании. описан новый способ получения тонких пленок ППФ. методом дискретного испарения в вакууме. В полученных пленках ППФ 'обнаружен оптоэлектрохи-мический эффект. Исследована .электронная; структура ;; П05 методом спектроскопии характеристических потерь энергии электронов.'

.3. Изученафотолюминесценция и - эде1йр^тминесценшга тонких ■ пленок ШЮ.

4. Впервые изучены физические"свойства композитов ППФ/Сбо и ПАТ-1а/Сер. " Обнаружен сдвиг максимума поглощения и фотолюминесценции в ПАТ-18 при допировании Сео- Доказано, ; что перенос заряда', между ЛАТ-18 и Сео может происходить в основном-состоянии после-ультразвуковой ' обработки раствора-'ПАТ-18 и Сбб в' толуоле. Проведено сравнение 35Р~спе:«ров.даенки: ксад^

ПАТ-18.И.Сбо в толуоле'.-.. ;'•' -

5. Представлены результаты .по впервые полученным ышгкулярньм гетероструктурам ППФ/Сбо и ПАТ-18/Сбо. . . обладающим выпрямительными свойствами и значительным. фотооткликом. ' /Показана возможность реализации на основе; молекулярных структурШй/Сбо и ПЛТ-1Э/С'бо Фотс- : датчиков и фотопреобразователей ^-.Предложена качественная энергетическая модель -дакны* гетероперёходов,. Изучены спек®ра1ЬЙй!-1рсобеп--:;;• кости.•фотощгишкь ГС-'.ПГШСбо и, ПАТ-18/Сбо .й:'Ьбнару^г;новый: щк около 1.5 -.2 эБ « предложена'модель для'.'его объяснения...' ".-...;.-

¿.- разработан, .способ.получения гетероструктуры 1ШГ»п-51

:оял-ктрсхи/ической полимеризацией ПАНл на г.-Si :: ¿срс?-

лектрические свойства полученной гетероструктуры.

На сскове проведенных исследований разработаны нооые спссоСы тздучеяия тонких пленок проводязих полимеров, псззсляжпз'.е совда--ать различны* тсшшзночаю приборные 'структуры кг 'основе прспс-..лс:« полимеров л фуллеренов.

ПР.НПДХЛЛО пи Я«ГГОПФДГГШ1 пгшЛйттпчни п »лжnnmiivi

1. Khabibullaev Р.К., Matnishyan A.A., Zakhidov A.A., Loe S.E.. Kftalrullln I.I. Comparative analysis of Lattlnger polyacetyle-ne modifications: ciorfology influence on ESR and conductivity // Abstracts of International Ccnf. on Electronics of Organic Materials, EL0RMA-87. - Tashkent, 1987. - P. 178-179. '

2. Khablbullaev P.K., Zakhidov A.A.. Lee S.B., Timofeev S.V. PA-HI-Si heterojunction: photoelectrical properties // Abstractr of International Conf. cn Electronics of Crganic Materials, ELOKMA-87. - Tashkent. 1987. - P.180-181.

3. Абаляева B.B., Зачидов А.А., Коган Я.Л., Ли С.Б.. Хкдэкель и. А. Оптоэлектрсхимический эффект з тонких пленках псдипара^енилена // йзз.АН СССР, сер.хим. - 1964. - N.9. - С.2150-2151.

4. Абаляева В.В., Вкнаров Э.Э., Гартштейн В.Н.. Захидсв А.А.. Коган Я.Л., Ли С.Б. Способ получения тонких пленок полипарафени-..ена // А.с. N 17X098. - 1992 г,

5. .Kogan Ya.L., Abalyaeva V.V., Zakhidov A.A., Lee S.B. Properti-

es of PPP thin f 1 Iras, obtained by discrete evaporation if. cuum // Synth. Met.-1931. - V. 41-43. - P. 1433.

6. Morita S., Lee S.B., Zakhidov A. A., Ycshino K. Spectral characteristics of Ceo-conductlng polymer Junctions: various mo. lecular D-A type photocells // Mol. Cryst. Liq. Cryst.

- 1394. - V.2£5. - 333-346.

Morita S.. Akasr.i 'Г., Fujii A., Yoshlda M.. Crrr.ori Y., Zskhi-rfov A. A., Ycshino К. зпй Lee S.B. Unlaue electrical and optical characteristics in pcly{p~phenvlene.i - C60 system // Abstracts of Int.Ccnf. on Science and Technology of Synthetic Metals. - Seoul,-Korea. - July 24-29, 1994. - P.432. Lee S.B., Khablbullaev. P. K., Zakhidov A.A., Morita S., Yoshirio

¿я -

■К. Photovoltaic properties of.fullerene/polyphenylene hetero-3 unction:.' a molecular phptoceli // Abstracts, of; Int.Conf. " or.

■ science' and Technology of-Synthetic Metals. - '-. Seoul, Korea. -. July 24-29, 1994. - P.645. '

9. Morita S., Akashi T.,' FuiUA. ,'Yoshida M., Ohmori Y-, Yoshi-moto К., Кана! T., Zakhidov A. A.,: Lee S. B., Yoshino K. Unique electrical" and optical "characteristics - in ,poly(p-phenyle-' пе)-Сбо system // Synth. Met. - 1995. - У.69. - P.433-434. .

10. 'Lee S.B., Khablimllaev- P-.K.. 'Zakhidov A. A... Morita S.. Yoshino K. Photovoltaic, 'properties of Сбс/РРР: heterojiinction: molecu-.lar'D-A photocell // Synth. Met. -1995. - V:7i. P.2247-2248.

11. Babadjanova Sh.;, ' Lee S.B., Zakhidov A. A. Photoinduced .electrochemical. processes-, in Si-PANI heterojunction: -the coupled

■ photobattery— photocel 1 structure // Abstracts.of Second:. Intern. co?tf. "Molecular .Electronics and Biocomputers"..,- Mos-

.. cow, 1989.- P.3. •

12.' ,Захидо$ A.A., Ли С.Б,, .Корсаков В.С., Плавич Л^А.. Полевой транзистор с двумя затворами: -электронным и . ионным на . основе ПАНИ У/ Всесоюэ. -'¡jpstfr... Злорма-90: труды.конф.-Домбай, 19S0.-C. 142. • * ' '

УТКАЗГИЧ ПОЛИМЕРЛАР ВА ФУЛЛЕРЕНЛАР АСОСИДАГИ К0МП03ИТЛАР ВА ХЩА КАТЛАМЛИ МОЛЕКУЛЯР

ТУЗИШШАРНИНГ <Я!31Ж ХУСУСИЯТЛАРК

Ушбу ишда юш^а чатламли £тказувчи полимерлар полиацетиле;-., лолиларафенилен, коыяозитларнинг хачда полипарафенилен, лолиалкил-тиофен, полианилин Ба фуллесенлар ассосидаги молекуляр тузилкшлаг-нинг физик хусусиятларини урганиш натижалари келтирилган.

Утя питюжланган взага зга. кичик кундаланг улчамли фкбриллар-гя мп<-, полиАнетилеа Котлал,; Гх^^су^ШЛ!"!, ТГ2

г и курсатилган. Полипарафенилен вида чатламлари фотолюминесценция-сининг спектрида экситон-полярон нурланюг чиэкгида фонон ь^йтари-лиш туфайли тебранувчи тузилиш кузатилди.

Юп^а ^тламли полипарафениленда валент зонздач банд ва буш булган кучсиз р-тип легирлашда хосил булган антибогловчи полярон холатларга оптик утишлар натижасида (кучли легирлащда эса - валент зонадан та^еданган зона ичидаги иккита биполярон сатхларга.утиш-лар натижасида) содир буладиган оптсзлект'рохимик эффект топилган. Ю7п-;а ¡-¡атламли полипарафенилен фотолюминесценция спектри ичпда зк-ситон-поляронни нурланиш полосасики фононли такрорланшпи туфайли содкр буладиган вибронли структура кузатилган.

Сотокузгатилган зкситон-полярон асосий полимер закжири буйлаб миграция вакткда Сбо молекуласига злектронларни утипи ва манф;д? поляронга релаксацияси билан богланган Сео ли полиалкилтиофэн ва полипарафенилен композициясида фотоутказгични ортиши ва фотслюми-несценцияни йуцолиши кузатилди. Сбо ни толуолда ва полкэлкилтио-феини ульгратовуща ишлов берилганда полиалкилтиофен за Сбр орали-гида заряд утиш мумкинлиги татаибада исботланди.

Полиалкилткофен/Сбо на полипарафенклен/Сесь гетероструктура-ларида утказувган полимер/фуллереннинг акратиц чегарасидаги- фотс-индустирланган зарядларни талиб уткцдаги фотовольтаик эффект урга-нилган. Еруглйкка сезгирлиги ю^ори булган полиакилин/п-Б! гете-роструктураларини• полианилиндан п-31 га фотоэлектрсхкмевий поли-мерлаш билан 0Л15Ш имкониятлари курсатилган.

PHYSICAL PROPERTIES OF COMPOSITES AND THIN LAYER MOLECULAR STRUCTURES BASED ON CONDUCTING POLYMERS AND FULLERENES

The present work describes the results of -. Investigation on physical properties of conducting polymer thin layers of polyace-tylene and poly(p-phenylene), composites and molecular structures based on poly(p-phenylene), polyalkylthlophene, polyaniline and fullerenes.

It is shown that polyacetylene thin films with smaller transverse section of fibrils and, consequently, with larger surface area have higher electroconductivity and doping level.

The optoelectrochemical effect on poly(p-phenylene) thin films have been observed due. to optical transitions fran valence band onto occupied and unoccupied antlbondlng polaron states, created at weak p-type doping of poly(p-phenylene), but by transitions frctn valence band onto two bipolaron levels in energy gap at higher doping levels. The vibronic structure observed in photoluminescence spectra of thin film of poly(p-phenylene) Is due to phonon replicas of exclton-polaron emission band.

The enhancement bfi •photoconductivity and quenching of photoluminescence have found In composites cf poly(p-phenylene) and polyalkylthlophene with Ceo which are explained by photolnduced electron transfer from polymer to.C6o during migration of photoex-cited intrachain exclton-polaron along.polymer main chain and re-" iaxation to negative polaron. It has been proved experimentally, the possibility of charge transfer in the ground state In po-ly(3-octadecylthiopherie), doped by C6o. after ultrasonic treatment.

Photovoltaic effect originated from photolnduced charge transfer an conducting polymer/C6o Junction have been studied in heterostructures of PPP/Ceo and PAT-18/Cso. Photoresponse at l.E-2.0 eV have been observed due to photcexcitatlon of Cgc. from hu-level to tiu-level.

It is shown the capability of fabrication of polyaniiine/Si hetera.itructure fry the phctoeiectrcchamical polymerization of po-. lyanlline in Si substrates.