Получение, физические свойства тонкопленочных полимерных мембран и их использования для просторово-фазовых модуляторов света тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.19 ВАК РФ

. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ .

РІВНЕІ^Е^^ИЯдаРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

1 0 І4*С0 ІЗЗІІ

НІКІТЧУК Віктор Іванович

УДК 539.216.2

ОТРИМАННЯ, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКОПЛІВКОВИХ ПОЛІМЕРНИХ МЕМБРАН ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ ПРОСТОРОВО-ФАЗОВИХ МОДУЛЯТОРІВ СВІТЛА

01.04.19 - фізика полімерів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Дисертацією є рукопис. .

Робота виконана в науковій лабораторії фізики високомолекулярі сполук кафедри фізики Рівненського державного педагогічного інституту.

Науковий керівник:

доктор хімічних наук, професор Колуп Борис Сергійович, ректор Рівненського д жавного педагогічного інституту.

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, професор, Ши. Валерій Васильович, завідувач відліт молекулярної фізики полімерів Інституту X високомолекулярних сполук НАН Украї м.Київ.

доктор фізико-математичних наук, профеї Сперкач Володимир Савелійович, завіду] лабораторією “Фізика полімерів” фізичні факультету Київського Національні університету ім. Т,Г.Шевченка.

Провідна установа:

Львівський державний університет І.Я.Франка, кафедра фізичної і колоїдної хі

Захист відбудеться 1998 р. о ^ годині на з;

данні Спеціалізованої вченої ради К 17.02.01 в Рівненському держави« педагогічному інституті Міністерства освіти України за адресою: 266 ( м.Рівне, вул.Остафова, 31, факс (0362) 22-12-31.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Рівненськ державного педагогічного інституту за адресою: 266 000, м.Рівне, вул.Ос фова, 31.

Автореферат розісланий 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат фізико-математичних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В провідних наукових центрах продовжуються роботи по створенню тогасоплівкових просторово-фазових мембранних модуляторів світла (ПФММС), здатних ефективно модулювати лазерне випромінювання, що вкрай необхідно для оперативної оптичної обробки та передавання інформації. Найбільш відповідальним етапом створення ПФММС є виготовлення самої тонко-плівкової мембрани, матеріал якої повинен бути гнучким і міцним, легко піддаватись оптичній поліровці і покриттю шаром речовини з високим коефіцієнтом відбивання. Крім того, він (матеріал) повинен мати задану частотну характеристику, бути вакуумно щільним, стійким до підвищених температур, володіти високою електронною прозорістю для широкого діапазону енергій, бути еластичним і самонесу-чим. Всі ці часто діаметрально протилежні вимоги створюють ряд серйозних технологічних труднощів і наукових проблем. Тому отримання тонкоплівкових мембран із заданим спектром властивостей залишається до нашого часу нетривіальним завданням, розв’язок якого має безсумніву важливе значення як для фізики полімерів, так і для квантової радіооптики.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках досліджень наукової лабораторії фізики високомолекулярних сполук та кафедри фізики Рівненського державного педагогічного інстититуту, зокрема, згідно тем "Дослідження шляхів направленої модифікації властивостей гетерогенних полімерних і дисперсних систем" і "Шляхи направленого регулювання релаксаційних і термічних властивостей гетерогенних полімерних систем на основі гнучколанцюгових полімерів", та згідно державної науково-технічної програми "Нові речовини та матеріали хімічного виробництва " і держбюджетної науково-дослідницької роботи Міністерства освіти України "Напрямлене регулювання електричних та теплофізичних властивос-тей гетерогенних полімерних систем під дією електричних та магнітних полів" (01.01.1994-1.02.1998).

Робота координувалась Науковою Радою НАН України "Полімерні композиційні матеріали” І є частиною комплексної теми "Шляхи напрямленого регулювання релаксаційних і термічних властивостей гетерогенних полімерних систем на основі гнучколанцюгових полімерів” (номер державної реєстрації 05.86.0000210).

Мета і задачі досліджень:

- розробка раціональних технологій отримання тонкоплівкових мем( ран різних композицій і матеріалів;

- дослідження деформацій одношарових, двошарових і багатошарови тонкоплівкових мембран під дією електричних сигналів різної фо| ми;

- теоретичні і експериментальні дослідження динамічних параметрі тонкоплівкових полімерних мембран;

- визначення часу реакції і резонансних частот тонкоплівкових мем( ран в залежності від технологій їх отримання, топологій і геометрій

- вивчення можливостей застосувань отриманих тонкоплівкових пол мерних мембран.

Методи дослідження. Поставлена мета досягається методам теорії пружності, фізичним і математичним моделюванням. Крім топ для вирішення задач дослідження було розроблено оригінальни метод динамічної лазерної голографічної інтерферометрі!.

Отримані нелінійні диференціальні рівняння, які описуюч поведінку тонкоплівкових полімерних мембран під дією електричш сигналів різної форми. Запропоновані як асимптотичні числові мето/ їх розв'язку, так і методи збурень Найфе. Широко був використань метод Пуанкаре-Лайтхілла і методи Лукассвіча.

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Способи отриманім тонкоплівкових двошарових (полімєр-мета; зація), одношарових металічних (Рі), двошарових (АЬОз-металіз ція, АШ-металізація, ЗЮг-металізація, БізН4-металізація) мембрі для ПФММС.

2. Результати теоретичних і експериментальних досліджень фізичні властивостей тонкоплівкових полімерних мембран:

- теоретичні розрахунки і експериментальні дані деформацій мем ран ПФММС під дією електричних сигналів різної форми;

- графічні залежності часу реакції і резонансних частот тонкоплі кових мембран від технологій їх отримання, топологій, геометрії параметрів середовища, в якому вони працюють;

- аналітичні вирази для визначення фізичних параметрів тонкоплі кових полімерних мембран;

- експериментальні методи визначення фізичних параметрів тонк плівкових полімерних мембран;

3. Фізична і математична моделі ефекту спонтанного перемикані мембран в комірках ПФММС.

4. Механізми памяті в ПФММС з різними способами адресації.

з

5. Можливості застосувань отриманих тонкоплівкових мембран:

- тонкоплівковий мембранний електролгомінесцеїгпшй дисплей для візуалізації акустичних полів;

- новий тонкоплівковий ПФММС на базі гетеропереходу п-БпОг-р-Бі;

- фізичні принципи застосувань тонкоплівкових мембран в деформуючих екранах для голографічного телебачення;

- пристрій для візуалізації 14 та НВЧ випромінювань на базі ПФММС, новий тонкоплівковий мембранний радіооптичний прилад нічного бачення;

- використання тонкоплівкових мембран в системах адаптивної оптики та пристроях оперативної оптичної обробки і передавання інформації.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методи отримання тонкоплівкових полімерних мембран, які використовуються в пристроях записування і відтворення інформації, захищені чотирма авторськими свідоцтвами. Результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень статичних і динамічних параметрів тонкоплівкових мембран використовуються при розробках, створенні і застосуванні ПФММС. На основі отриманих тонкоплівкових мембран розроблені нові типи ПФММС, що використовуються для візуалізації акустичних, інфрачервоних, ультрафіолетових і НВЧ - полів. Отримані мембрани знайшли широке використання в деформуючих екранах для голографічного телебачення, в НВЧ - резонаторах і оптико - електронних мікрофонах, в тонкоплівкових електролюмініс-центних дисплеях. Створено ПФММС на базі гетеропереходу п-БпОг-р-Зі, новий тонкоплівковий мембранний радіооптичний прилад нічного бачення, цілий ряд мембранних датчиків для фізичного експерименту і роботів. Доведена можливість використання отриманих тонкоплівкових полімерних мембран в системах адаптивної оптики та пристроях оптичної обробки і передавання інформації в реальному масштабі часу.

Основні результати даної роботи використані при розв'язанні конкретних задач НВО "Квант", м.Київ.

Основні положення дисертації, які виносяться на захист:

1. Методи отримання двошарових (полімер-металізація) тонкоплівкових мембран.

2. Фізична і математична моделі деформації тонкоплівкових полімерних мембран під дією динамічного навантаження.

3. Теоретичні розрахунки і експериментальні дані деформацій мем£ ран під дією електричних сигналів різної форми.

4. Графічні залежності часу реакції і резонансних частот тонкоплівкс вих мембран від технологій їх отримання, топологій, геометрій параметрів оточуючого середовища.

5. Аналітичні вирази для визначення основних фізичних параметрі тонкоплівкових полімерних мембран.

6. Експериментальні методи визначення основних фізичних парамеї рів тонкоплівкових мембран.

Особистий внесок здобувача. Полягає в творчій та безпосі редній участі в проведенні теоретичних та експериментальних дослід жень, аналізі та оформленні результатів у вигляді публікацій і допов дей; самостійному узагальненні окремих етапів досліджень та дисе] таційної роботи в цілому.

Здобувач самостійно створив вимірювальний стенд на осноі лазерного інтерферометра Майкельсона, що дало можливість експі риментально визначити основні динамічні параметри полімерни систем та їх структурні зміни в процесі багатоциклічних деформацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисерт; ційної роботи доповідались і обговорювались на: 1-ій Всесоюзні конференції по фізиці і технології тонких плівок (явища перенос; (Івано-Франківськ, 1981); Другій Всесоюзній нараді "Оптичі скануючі пристрої і вимірювальні прилади на їх основі (Барнау. 1984); Третій Всесоюзній нараді "Оптичні скануючі пристрої вимірювальні прилади на їх основі" (Барнаул, 1986); Всесоюзні конференції "Оптико-електронні вимірювальні пристрої і системі (Томськ, 1989); Шостій Республіканській конференції з високомол кулярних сполук (Київ, 1988); Сьомій Республіканській коеференції високомолекулярних сполук (Київ, 1991); П’ятому Всесоюзно\ семінарі "Фосфіди-90” (Алма-Ата, 1990); Науково-практичній кої ференції "Наукомісткі технології подвійного призначення" (Київ ,1994 Другій Всеукраїнській конференції "Шляхи удосконалення фундамеї тальної і професійної підготовки вчителів фізики" (Київ, 1995); Вос мій українській конференції з високомолекулярних сполук (Киї 1996); Четвертому Міжнародному конгресі "Біоконверсія органічні відходів і охорона оточуючого середовища" (Київ, 1996); щорічні звітних наукових конференціях професорсько-викладацького скла; Рівненського державного педагогічного інстититуту (1975-1997 р.р Всеукраїнській науковій конференції “Енергообмінні процеси

гетерогенних полімерних і дисперсних системах та впровадження їх в навчальний процес” (Рівне, 1997).

Публікації. Основний зміст дисертації опубліковано в 9 статтях наукових журналів; в 7 збірниках наукових праць; в чотирьох описах до винаходів; в 9 матеріалах і тезах конференцій.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків і списку використаних джерел. Повний об’єм роботи-199 сторінок машинодруку і вміщує 70 рисунків і З таблиці. Бібліографія мас 151 джерело.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.

У вступі обгрунтовані актуальність теми дисертації і вибір об'єктів дослідження, сформульовані мета і завдання роботи, вказані новизна отриманих результатів і їх практична цінність, перераховані основні положення, які виносяться на захист, розкрита структура роботи і предсттавлена її аннотація.

У першому розділі зроблено науковий аналіз фізикохімії тонких полімерних плівок і самонесучих тонкоплівкових мембран, отриманих і досліджених різними авторами у попередні роки. Аналізуючи розвиток досліджень фізики полімерних плівок у історичному аспекті, виявлена тенденція розвитку даної області фізичних знань. Крім того, встановлено найбільш перспективні методи отримання тонких ііолімерних плівок і області їх застосувань.

У другому розділі зроблено огляд літератури по використанню тонкоплівкових полімерних мембран в ПФММС, описані основні ти-іи ПФММС, їх конструктивні особливості і фізичні принципи роботи, розглянуті питання розробки і створення нових типів ПФММС, зписані традиційні методи отримання тонкоплівкових самонесучих «ембран і визначені найбільш перспективні і раціональні із них. Сформульовані вимоги до фізичних властивостей тонкоплівкових мемб-зан ПФММС. З їх урахуванням, визначено коло завдань, розв’язок їких вимагає теоретичного і експериментального дослідження практично важливих фізичних властивостей тонкоплівкових мембран для ПФММС.

У третьому розділі описані технології отримання тонкоплівко-зих мембран з топологічною структурою для ПФММС.

Вони одержані на основі тонких полімерних плівок, виготовлених через проміжну стадію розчинення плівкоутворюючої речовини на товерхиі дистильованої деіонізованої води, з наступним випаровуван-

шш розчинника. Найбільш оптимальні механічні властивості шості рігались у плівок нітроцелюлози, отриманих із 4% розчину нітроцелк лози, із застосуванням наступних розчинників: етилацетат:бутилац тат:тояуол - 3:2:1.

Встановлено, що полімерні плівки, отримані із розчину нітр< целюлози у відповідних розчинниках без додавання пластифікатора, часом втрачають властивості еластичності. При цьому вони набув; ють зайвої пружності і крихкості, що приводить до необхідності піг вищення електричного сигналу, збуджуючого ПФММС, а це, у свої чергу, веде до руйнування мембрани. Введення пластифікатора у ро: чин нітроцелюлози дозволяє збільшити час експлуатації плівок, якості пластифікатора використовувався дабутилфталат в кількос 1% від маси розчину.

Тонкий шар золота (чи інших металів: Ag)Sb,Al,Ni і т. д. в зі лежності від застосувань) наносили на поверхню плівки шляхом те] мічного напилеши у вакуумі. Це забезпечувало необхідну електропр< відність і відбиваючу здатність нітроцелюлозної плівки. Отримаї таким чином мембрани, мають низький шум, великий динамічни діапазон і практично необмежений час експлуатації - більше 10 циклів.

Двошарові (полімер-метал) мембрани для ПФММС виготовін лись також на основі тонких самонесучих полімерних плівок із полів нілхлориду (ПВХ), отриманих шляхом гарячого пресування при та пературі Т = 403 К і тиску Р = 10 МПа. Оптичні ПВХ-мембраи мали задану товщину 0,5 -г 1 мкм.

Коливання товщини від краю до краю мембрани не перевищ; вали ± 1% . Металізація отриманих ПВХ-мембран здійснювалась иш хом термічного напилення у вакуумі з метою отримання напівпроз< рого відбиваючого металізованого шару. Такі мембрани з успіхо були використані в ПФММС, робота яких грунтується на явиі інтерференції скануючого когерентного випромінювання в коміркг ПФММС.

У четвертому розділі приведені результати теоретичних експериментальних досліджень статичних і динамічних параметр тонкоплівкових мембран. Показано, що при роботі двошарових (пол мер-метал) і одношарових металічних мембран ПФММС визнач льним є поверхневий натяг, в той час як при роботі двошарові (АЬОз- металізація, ЗіОг - металізація, Біз^ - металізація) мембран д мінують модулі пружності. Теоретично і експериментально показан що величина деформації мембрани прямопропорційна квадрап

прикладеної напруги у випадку ПФММС, що керується електричним полем.

Отримані аналітичні вирази можуть бути використані при створенні ПФММС з наперед заданими характеристиками. Показало, що при прогині мембрани - зменшенні відстані між мембраною і керуючим електродом - електростатична сила, яка деформує мембрану, росте значно швидше - по гіперболічному закону їїі = В/(сІо - г), ніж сила натягу, що перешкоджає прогинові мембрани, яка збільшується по параболічному закону Р2 = а^/р + г . Тут: сі о - глибина комірки ПФММС; г - стріла прогину одиничного робочого елемента мембрани; В, а, р - постійні, які залежать від геометрії, топології і фізичних властивостей мембрани ПФММС. При досягненні деякого критичного прогину ікр. наступає нестійка рівновага і незначне збільшення напруги керуючого сигналу приводить до спонтанного перемикання мембрани, яка своєю діелектричною основою опирається об керуючий глектрод. В цьому стійкому положенні вона може знаходитися як завгодно довго. Отже, ПФММС володіє пам'яттю, яку можна використати для записування і введення у ВОЛЗ цифрової інформації, застосувавши при цьому технічне рішення, що груїггується на явищі інтерференції скануючого когерентного випромінювання в комірках ПФММС.

Експериментальні результати знаходяться у добрій відповідності з теоретичними розрахунками. Теоретично і експериментально показано, що ефект модуляції в ПФММС сильно виражений і вони працюють в широкому діапазоні.

Для двошарових (полімер-метал) мембран запропонована теоретична модель, яка описує їх деформацію під дісю електричного :игналу. Виходячи із цієї моделі, отримано аналітичний вираз для прогину мембрани з врахуванням її модулів пружності, геометрії і топології.

Встановлена залежність фази світла, відбитого одиничним мембранним елементом ПФММС, від геометричних розмірів мембранного елемента, механічних параметрів шарів, утворюючих мембрану, і від різниці потенціалів, прикладеній до електродів ПФММС.

Для експериментальних досліджень деформації мембрани ПФММС під дією електричного сигналу було створено вимірювальний стенд на основі лазерного інтерферометра Майкельсона. Деформація мембрани вимірювалась шляхом гармонічного аналізу модульо-заної інтерференційної картини. Отримані аналітичні вирази для зизначення резонансних частот двошарових (полімер-метал) мембран

як у вакуумі, так і в повітрі. Проведені вимірювання показали, ще резонансні частоти таких мембран лежать в діапазоні від 1 до 10 МГі в залежності від технології їх отримання, а це в достатній мірі відлові дає теоретичним розрахункам.

Встановлені співвідношення можуть знайти застосування у фі зиці полімерів при вивченні їх механічних властивостей. Експеримен тально визначено час реакції різних мембран ПФММС на електрич ний сигнал, який для двошарової (полімер - метал) мембрани склав ве личину 10-8 С; а ддя двошарової (АЬОз - металізація) мембрани - вели чину 10 6 - 10-7 с, що знаходиться у добрій відповідності з теоретични ми розрахунками.

В цьому ж розділі розглянуті також питання механічного електричного демпферування мембран ПФММС.

У п'ятому розділі аналізуються матеріали по використання тонкоплівкових мембран для візуалізації акустичних, ультрафіолето вих, інфрачервоних, НВЧ і інших полів. Теоретично і експерименталь но доведена можливість застосування ПФММС для візуалізації акус точних полів, в тому числі і голографічних, приведена принципові схема практичної реалізації.

Описані фізичні принципи роботи деформуючого екрану дл голографічного телебачення, створеного на основі отриманих тонко плівкових мембран. На основі проведених досліджень розроблені пристрій для візуалізації 14 і НВЧ випромінювань, який може буті використаний у якості приладу нічного бачення. Розглянуті питанії застосувань тонкоплівкових мембран в НВЧ - резонаторах, в опта ко-електронних мікрофонах, у волоконно-оптичних датчиках і датчи ках для роботів, в плівкових електростатичних реле. Доведена можли вість використання отриманих тонкоплівкових мембран в система адаптивної оптики і пристроях опєративноії оптичної обробки і пере давання інформації.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ.

На основі проведених теоретичних і експериментальних досліг жень можна зробити наступні основні висновки:

1. Розроблена технологія отримання двошарових (полімер-мс тал) тонкоплівкових мембран на основі тонких плівок нітроцелюлозі сформованих на поверхні деіонізованої дистильованої води. Мембрг ни, отримані цим способом однорідні по товщині, еластичні, маки

низький шум, широкий динамічний діапазон і практично необмежений час роботи.

2. Розроблена технологія отримання двошарових (ПВХ-метал) оптичних мембран товщиною d < І мкм методом гарячого пресування. Слід відмітити, що такі мембрани можна отримати і вакуумним напиленням, але це вимагає використання ЕОМ в процесі напилення, яка регулює швидкості молекулярних пучків металу і полімера так, що в полімерній матриці металічна компонента росте швидше за полімерну. Ця методика вимагає подальших комплексних досліджень з метою визначення оптимальних технологічних режимів.

3. Розроблена технологія отримання одношарових тонкоплів-кових платинових мембран на основі методу катодного розпилення Pt на підкладки із сіталу, покриті і не покриті тонкими плівками NaCl, товщиною d ~ 1000 Â термічним напиленням у вакуумі. Відшукані режими дають можливість отримати високоякісні вільні самонесучі плівки платини товщиною від 4000 до 8000 Â із середньоквадратич-ним відхиленням по товщині меншим за ХУ200, де X = 0,63 мкм.

4. Розроблені різні способи отримання двошарових (АЬОз - металізація , Si02 - металізація , SbN4- металізація , A1N -металізація) тонкоплівкових мембран з топологічною структурою. Показано, що двошарові (АЬОз - металізвція, БіОг - металізація) мембрани повинні містити в собі на 2% більше кисшо, ніж це необхідно для повної стехіометрії вільних плівок АЬОз і БіОг, так як при такому нестехіомет-ричному складі вони стійкі до скануючого лазерного випромінювання.

5. Теоретично і експериментально досліджені деформації різних мембран ПФФМС під дією електричних сигналів різної форми:

- показано, що величина деформації мембрани пропорційна квадрату прикладеної напруги у випадку ПФММС, що керується електричним полем, і квадрату заряду у випадку ПФММС з електронно-променевою адресацією;

- встановлено, що при роботі двошарових (полімер - метал) і одноша-

рових металічних мембран ПФММС визначальним є їх поверхневий натяг, в той час як при роботі двошарових (АЬОз - металізація, Si02 - металізація, SbN4- металізація) мембран домінують модулі пружності;

- приведені розрахунки необхідних умов для спонтанного перемикан-

ня мембран ПФММС;

- показано, що ефект модуляції в ПФММС сильно виражений і вони працюють у широкому робочому діапазоні;

- отримані аналітичні вирази для визначення величини максимально-

го прогину мембрани, форми її деформації в залежності від її геометрії, топології, технології отримання і фізичних властивостей;

- показано, як отримані аналітичні вирази можуть бути використані

при створенні ПФММС з наперед заданими характеристиками.

5. Теоретично і експериментально визначені резонансні частоти і час реакції тонкоплівкових мембран ПФММС в залежності віл технологій їх отримання, топологій, геометрій, а також параметрів робочого середовища:

- отримані аналітичні вирази для визначення резонансних частот дво-

шарових (полімер - метал), одношарових металічних і двошаровю (АІзОз; SiCh - металізація) тонкоплівкових мембран у вакуумі;

- експериментально визначені резонансні частоти всіх типів мембран)

вакуумі; отримані значення співпадають з теоретичними розрахунками;

- для всіх типів мембран встановлено теоретично і отримано скспери

ментально лінійні залежності резонансних частот основного тон) від тиску; проведено аналіз частотних характеристик;

- експериментально визначені часи реакцій різних мембран ПФММС

на електричний сигнал:так для двошарової (полімер - метал мембрани він склав величину порядку 10-8 с, а для двошарово (АЬОз - металізація) мембрани - величину порядку 10 6 н- і О-7 с, ще добре співпадає з теоретичними розрахунками.

7. Теоретично підтверджена і експериментально доведена мож ливість застосувань отриманих тонкоплівкових мембран для візуаліза ції акустичних, ультрафіолетових, інфрачервоних, НВЧ і інших полів:

- приведена принципова схема практичної реалізації застосуванні ПФММС;

- розроблено тонкоплівковий мембранний елактроліомінісцентнш дисплей для візуалізації акустичних полів;

- розроблено новий тонкоплівковий ПФММС на базі гетеропереход}

n-SnCh-p-Si і запропоновані його фізична і математична моделі;

- запропонована конструкція приладу нічного бачення на базі такогс

ПФФМС;

- для конкретного випадку розв'язана задача про розподіл тепловоп

рельєфу на тонкоплівковому, узгодженому з НВЧ - полем, наван таженні; експериментально показано, що температурний рельєф н< плівці (NiCr) нагадує картину Ейрі, яка відповідає інтерференційнії картині накладання плоскої і сферичної хвиль в оптичному діапа зоні;

- на основі проведених досліджень розроблено пристрій для візуаліза-ції 14 і НВЧ випроміїповань, який відноситься до піроелектричних перетворювачів і може бути використаний в інфрачервоних і радіо-оптичних мембранних приладах нічного бачення.

8. Показана можливість застосування тонкоплівкових мембран у НВЧ - резонаторах і оптико-електронних мікрофонах, у волоконно-оптичних датчиках і датчиках для роботів, в плівкових електростатичних реле.

9. Вказані шляхи використання отриманих тонкоплівкових мембран в системах адаптивної оптики і пристроях оперативної оптичної обробки і передаваній інформації.

10. Розглянуті питання різноманітних застосувань тонкоплівкових мембран в наукових дослідженнях.

Основний зміст дисертації висвітлено в таких публікаціях:

1. Корчагин Б.Д., Никитчук В.И., Сшічич H.H. Исследование деформации мембраны пространственно-фазового мембранного модулятора света (ПФММС) под действием электрического сигнала // Известия вузов - Физика. - Томск, 1977, № 1233 - 77. Деп. в ВИНИТИ.

2. Корчагин Б.Д., Никитчук В.И., Симчич H.H. Время реакции мембраны мембранного модулятора света (ММС) на электрический сигнал // Известия вузов - Физика.-Томск,1978,№ 3247- 78. Деп в ВИНИТИ.

3. Колупаев Б.С., Муха Б.И., Демянюк Б.П., Никитчук В.И.,

Коновалюк Д. М. Влияние давления прессования на теплофизические свойства смесей гибкоцепных полимеров // Пластические массы,-

1984. - № 2. - С. 31-33

4. Муха Б.И., Демъянюк Б.П., Никитчук В.И., Липатов Ю.С.,

Колупаев Б.С. Исследование физико-механических свойств наполненного поливинилбутираля при повышенных технологических давлениях II Механика композитных материалов.-1990.-№4.-С. 750.

5. Бордюк H.A., Бестюк Ю.Н., Никитчук В.И., Колупаев Б.С. Структурно-механические и теплофизические свойства модифицированного поливинилхлорида // Инженерно-физический журнал.-Минск.-1991.- Т. 60. - № 6. - С. 987-994.

6. Волошин О.М., Никитчук В.И., Колупаев Б.С. Исследование вязкоупругих свойств ПВХ композитов // Композиционные полимерные материалы. - 1993. - Вып. 54. - С. 63-66.

7. Kolupaev B.S., Lipatov E.S., Nikitchuk V.l., BordyukN.A.,

Voloshin О. M. Composite materials with necafive Poisson // Доповіді HAH України . - 1993. - № 12. - C. 130-134 .

8. БордюкH.A., Никитчук В.И., Волошин О.М., Липатов Ю.С., Колупаев Б.С. Влияние ангармонических эффектов на структурномеханические и теплофизические свойства наполненных полимерных систем // ИФЖ. - 1995.- Т. 68. - № 1. - С. 44-50.

9. Колупаев Б.С., Липатов Ю.С., Никитчук В.И., Бордюк H.A., Волошин О.М. Исследование композитных материалов с отрицательным коэффициентом Пуассона // ИФЖ. - 1996. - Т. 69, -№ 5. -С. 726-733.

10. Корчагін Б.Д., Нікітчук В.І., Симчич М.М. Дослідження деформації мембрани просторово- фазового мембранного модулятора світла під дією електричного сигналу (теоретична модель) І І Вісник Львівського університету , сер. фіз., 1978, Вип. 13, С. 134-142.

11. Никитчук В.И., Беднарчук Д.И., Симчич H.H. Исследование теплового рельефа в тонких пленках при записи голограмм // Физическая электроника. -1982. - № 25. - C. 86-89.

12. Симчич H.H., Корчагин БД., Никитчук В.И. Применение полимерных металлизированных сверхтонких пленок для преобразования акустических сигналов в оптические // Физическая электроника. - 1982. - № 24. - С. 114-119.

13. БеднарчукД.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И., Сяський A.A. Исследование рабочего диапазона ПФММС // Физическая электроника. - 1986. - № 33. - С. 30-34.

14. Колупаев Б.С., Ліпатов Ю.С.,Нікітчук В.І., Бордюк М.А.,

Волошин O.M. Дослідження поведінки ТПУ - систем в механічних полях різної природа // Фізика конденсованих систем : наукові записки Рівненського педінституту. T. 1. -Рівне: Рівненський педінститут.- 1993. - С. 3-10.

15. Мащенко В.А., Сідлецький В.О., Бордюк М.А., Нікітчук В.І., Гусаковський С.М. Деякі аспекти міжфазної взаємодії в металонаповнених полімерних системах II Фізика конденсованих високомолекулярних систем. Наукові записки Рівненського педінституту. Випуск 3. - Рівне:РДПІ. - 1997 - С. 250-254.

16. Левчук В.В., Мащенко В.А., Волошин О.М., Нікітчук B.I.,

Жогло О.В., Максимцев Ю.Р. Дослідження впливу електричного

поля на акустичні властивості полівінілхлориду U Фізика конденсованих високомолекулярних систем .Наукові записки Рівненського педінституту. Випуск 3.- РівнегРДПІ -1997-С.237-239.

17. Беднарчук Д.И., Бернацкий В.A., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И., Певзнер A.A., Помазан А.Е. Устройство для визуализации ультразвуковых полей // Авторское свидетельство СССР

№ 1291007.-МКИ4 Н 05 В 33/12. - Приоритет изобретения от 28 января 1985 г. - Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 15 октября 1986 г.

18. Беднарчук Д.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И., Певзнер A.A. Деформируемый экран // Авторское свидетельство СССР

№ 1308096,- МКИ4 Н 01 I 31/08.- Приоритет изобретения от 9 июня 1984 г.- Зарегистрировано в Государственном регистре изобретений СССР 3 января 1987 г.

19. Беднарчук Д.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И., Помазан А.Е. Мембранный модулятор света // Авторское свидетельство СССР № 1347755 МКИ4 G 02 F 1/29. - Приоритет изобретения от 28 января 1986 г.-Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 22 июня 1987 г.

20. Беднарчук Д.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И., Певзнер A.A., Помазан А.Е. Устройство для визуализации инфракрасных полей // Авторское свидетельство СССР № 1415994. - МКИ4 Н 01 L 31/02.-Приоритет изобретения от 6 августа 1985 г.- Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 8 апреля 1988 г.

21. Никитчук В.И., Симчич H.H., Симчич О.И. Технология изготовления металлизированных полимерных мембран И Тезисы докладов межвузовской конференции молодых ученых. - УНИВХ. -Ровно, - 1980.-С. 43.

22. Никитчук В.И., Симчич H.H. Исследование теплового рельефа в тонких пленках при записи голограмм в квазиоптическом диапазоне // Первая Всесоюзная конференция по физике и технологии тонких пленок (явления персноса).-Тезисы докладов.-Ивано-Франковск. -1981. - С. 274.

23. Беднарчук Д.И., Симчич H.H., Никитчук В.И. Эфективность использования гетероперехода Si - S11O2 для фотоэлектрического преобразования // Первая Всесоюзная конференция по физике и технологии тонких пленок (явления переноса). - Тезисы докладов. -Ивано-Франковск. - 1981. - С. 246.

24. Никитчук В.И. Исследование динамических характеристик пространственно-фазового мембранного модулятора света

(ПФММС) // Второе Всесоюзное совещание "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе " ("ОСУ-84"). - Тезисы докладов (часть 2 ). - Барнаул. - 1984. - С. 19

25. Беднарчук Д.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И. Зависимость деформации мембраны двумерного фоточувствительного ПФММС от распределения интенсивности входного света // Третье Всесоюзное совещание "Координатно-чувствительные фотоприемники и оптико-элетронные устройства на их основе " ("КЧФ-85").-Тезисы докладов (часть 2). - Барнаул. - 1985. - С. 138.

26. Симчич H.H., Зеленчук П.В., Бернацкий В.А., Никитчук В.И. Мишень светоклапанного типа проекционной электронно-лучевой трубки // Третье Всесоюзное совещание "Координатночувствительные фотоприемники и оптико-электронные устройств на их основе ”("КЧФ-85").-Тезисы докладов (часть 3). - Барнаул.-

1985. -С.111.

27. Беднарчук Д.И., Миколайчук А.Г., Никитчук В.И.,Помазан А.Е. Исследование эффекта спонтанного переключения мембраны в пространственно-фазовом мембранном модуляторе света (ПФММС) // Третье Всесоюзное совещание "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе ("ОСУ-86").-Тезисы докладов часть 2). Барнаул. - 1986 . - С. 106.

28. Колу паев Б.С., Никитчук В.И., Певзнер A.A. Современные ПФММС : проблемы и перспективы // Всесоюзная конференция "Оптико-электронные измерительные устройства и системы ". -Томск. - 1989. - Тезисы докладов. - С. 26.

29. Бордюк H.A., Волков В.А., Никитчук В.И. Влияние добавок неорганической природы на динамику структуры и теплофизические свойства гетерогенных систем на основе гибкоцепных полимеров //Тезисы докладов Седьмой Республиканской конференции по высокомолекулярным соединениям. - Киев. - 1991. - С. 147-148.

АНОТАЦІЯ

Нікітчук В.І. Отримання, фізичні властивості тонкоплівкові

полімерних мембран та їх використання для просторово-фазові

модуляторів світла.- Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізик

математичних наук за спеціальністю 01.04.19 - фізика полімерії

Рівненський державний педагогічний інститут. Міністерство освіти України. Рівне, 1998.

Дисертацію присвячено питанням технологій отримання тон-коплівкових полімерних мембран різних композицій. Досліджені деформації одношарових, двошарових і багатошарових тонкоплівкових мембран під дією електричних сигналів різної форми. Теоретично і експериментально досліджені динамічні параметри тонкоплівкових мембран. Визначені час реакції і резонансні частоти тонкоплівкових мембран в залежності їх технологій отримання, топологій і геометрій. Вивчені можливості застосувань отриманих тонкоплівкових мембран. Ключеві слова; тонкоплівкові полімерні мембрани, деформації, динамічні параметри, час реакції, резонансні частоти, застосування.

АННОТАЦИЯ

Никитчук В.И. Получение, физические свойства тонкопленочных полимерных мембран и их использование для пространственно-фазовых модулято-ров света.- Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.19 - физика полимеров.-Ровенский государственный педагогический институт. Министерство просвещения Украины. Ровно, 1998 г.

Дисертация посвящена вопросам технологий получения тонкопленочных полимерных мембран различных композиций. Исследованы деформации однослойных, двухслойных и многослойных тонкопленочных мембран под действием электрических сигналов различной формы. Теоретически и экспериментально исследованы динамические параметры тонкопленочных мембран. Определены время реакции и резонансные частоты тонкопленочных мембран в зависимости от их технологии получения, топологий и геометрий. Изучены возможности применений полученых тонкопленочных мембран.

Ключевые слова: тонкопленочные полимерные мембраны; деформации; динамические параметры; время реакции; резонансные частоты; применения.

THE SUMMARY

Nikitchuk V.l. Deriving, physical properties of thin-film polymeric diaphragms and their use for spatially - phase modulators of light. -Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate o physico-mathematical sciences on a speciality 01.04.19-physics o polymers.-Rovno state pedagogical institute. Ministry of education o Ukraine. Rovno, 1998.

The thesis is devoted to problems of technologies of deriving o thin-film polymeric diaphragms of various compositions. The strains c single-layer, two-layer and multilayer thin-film diaphragms under ai operation of electrical signals of the various form are investigatec Theoretically and experimentally dynamic parameters of thin-filr diaphragms are investigated. Are certain(determined) time of a respons and resonance frequencies of thin-film diaphragms depending o technology of their deriving, topology and geometries. The possibilities c applications of half-scientific thin-film diaphragms are investigated.

Key word: thin-film polymeric diaphragms; strains; dynamic parameter; time of a response; resonance frequencies; applications.