WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В четвертой главе рассмотрены двухкомпонентные и трехкомпонентные гибридные наночастицы, состоящие из металлического ядра, покрытого органической оболочкой. В случае двухкомпонентных наночастиц, поверх металлического ядра расположен слой цианинового красителя в J-агрегатном состоянии. В случае трехкомпонентных наночастиц металлическое ядро и J-агрегат красителя разделены мономолекулярным слоем диэлектрика ТМА.

В данной главе рассмотрена методика синтеза двухкомпонентных наночастиц состава металлическое ядро (Au, Ag, Cu), покрытое слоем J-агрегата тиамонометинцианиновых красителей. Структура синтезированных наночастиц охарактеризована методами просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и корреляционной спектроскопии рассеянного света.

Доказана сферичность формы металлического ядра наночастиц, а также определены его размеры. Так для наночастиц Au/TC, Ag/TC, Cu/TC среднее значение диаметра наноядра составляло 4 нм, 7 нм и 5 нм соответственно. А толщина оболочки красителя составляла около 1 нм, что хорошо согласуется с размером молекулы красителя. Необходимо отметить, что синтезированные наночастицы имели сплошную оболочку. Химический состав наночастиц и кристаллографическая структура определены методами электронной дифрактометрии. Формирование J-агрегатов в поверхностном слое доказано посредством анализа спектров оптического поглощения коллоидных растворов наночастиц. При рабочих концентрациях (510-5 М) красителя формирование J-агрегатов в водном растворе не происходило, в то время как в спектре поглощения двухкомпонентных наночастиц присутствует ярко выраженная полоса поглощения J-агрегата. Это является одним из доказательств присутствия J-агрегатов именно в поверхностном слое. Еще одним свидетельством формирования J-агрегатов именно на поверхности наноядра является различие в положении их полосы поглощения в водных растворах и в гидрозолях композитных наночастиц. На Рис. 10 показано это различие на примере красителя TC.

Рис. 10. Сравнение спектра поглощения красителя в водном растворе и в составе двухкомпонентных наночастиц Ag/TC. Максимум полосы поглощения J-агрегата 465 нм и 482 нм соответственно. В спектре поглощения Au/TC (справа) наблюдается провал на длине волны 475 нм.

Наблюдаемые особенности спектров поглощения двухкомпонентных наночастиц объяснены с точки зрения взаимодействия дипольного момента перехода J-агрегата органической оболочки и плазмона металлического ядра.

Для J-агрегатов, находящихся на поверхности металлической наночастицы, имеются интересные особенности в спектрах поглощения, связанные с взаимодействием плазмона ядра с экситоном органической оболочки. Однако в данных системах фотолюминесценция J-агрегатов полностью потушена электронами металлического ядра. Толщина слоя ТМА, определенная по данным просвечивающей электронной микроскопии (в том числе и с использованием метода негативного контрастирования уранил ацетатом), а также по данным атомносиловой микроскопии составляла 1.2±0.3 нм.

Рис. 11 ТЕМ изображение наночастиц Au/TMA Для двухкомпонентных наночастиц Ag/TC обнаружен размерный эффект (Рис. 12). Сравнение полученных в рамках диссертационного исследования экспериментальных данных с теоретическими моделями (Yonezawa, 2001; Лебедев В.С., 2008) показало хорошее соответствие.

Рис. 12 Размерный эффект в спектре поглощения наночастиц Ag/TC Впервые были синтезированы трехкомпонентные композитные наночастицы, состоящие из металлического ядра (Au, Ag) диаметром 6 нм, покрытого двумя концентрическими оболочками органического вещества: мономолекулярным слоем TMA (N,N,N-триметил(11-меркаптоундецил)аммониума хлорид), поверх которого располагалась оболочка 3,3-ди(-сульфопропил)-4,5-[1метилиндоло(3,2)]-тиатиазолоцианина в J-агрегатном состоянии. Таким образом, была реализована идея металлоорганической наночастицы, в которой Jагрегат красителя отстоит от ядра на расстоянии 1.2 нм, приблизительно равном длине молекулы TMA. При такой конструкции наночастиц, становится возможным существенно ослабить тушение люминесценции J-агрегата, в то же время, сохранив взаимодействие плазмонов ядра и экситонов облочки.

Рис. 13 Спектр поглощения трехкомпонентных наночастиц Au/TMA/6824, наночастиц Au/TMA без красителя (слева) и схематическое изображение гибридных наночастиц Au/TMA/J-агрегат В спектре фотолюминесценции композитных наночастиц присутствует узкая полоса с небольшим стоксовым сдвигом, характерная для J-агрегатов. При этом существенно, что возбуждение экситонов в J-агрегате происходит за счет усиленного локального поля плазмона металлического наноядра.

Выводы Разработана методика создания планарных светоизлучающих устройств на основе островковых пленок золота и органических веществ Alq3, Eu(DBM)3bath, Tb(thd)Установлен доминирующий механизм возбуждения электролюминесценции органической компоненты планарного нанокомпозита, заключающийся в ударной ионизации лигандов молекулы горячими электронами с последующим переносом энергии возбуждения на ион Eu3+ или Tb3+, сопровождающийся ионной фосфоресценцией.

При термическом напылении в вакууме на реконструированную поверхность Au(111) обнаружен эффект объединения молекул Eu(DBM)3bath в димеры, упорядоченные вдоль направления Au 110.

При пропускании избыточного тока через планарную ячейку щелевого типа наблюдается эффект изменения спектра свечения, обусловленный диспергированием углеродных нанотрубок.

Получены экспериментальные данные о сферичности формы двухкомпонентных наночастиц Au/TC, Ag/TC, Cu/TC со средними размерами 5 нм, 8 нм и 6 нм, и установлено влияние этих параметров на их спектры поглощение. Обнаружен размерный эффект, заключающийся в смещении положения максимумов обеих полос поглощения на 4 нм в коротковолновую область при увеличении диаметра серебряного наноядра с 7 до 10 нм.

Синтезированы новые трехкомпонентные наночастицы Au/TMA/J-агрегат, в которых возбуждение экситонов в J-агрегатах оболочки происходит за счет усиленного локального поля плазмона металлического наноядра. Определено положение максимума полосы фотолюминесценции для Au/TMA/Thiats – 643 нм, для Au/TMA/TC – 475 нм. Форма наночастиц сферическая, среднее значение диаметра металлического ядра 6 нм, толщина монослоя диэлектрика TMA 1.2±0.3 нм, толщина оболочки красителя 1.6±0.5 нм.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. G. Dovbeshko, O. Fesenko, R. Fedorovich, T. Gavrilko, A. Marchenko, G.

Puchkovska, L. Viduta, A. Naumovets, D. Chubich, A. Vitukhnovskii, D.

Fichou FTIR spectroscopic analysis and STM studies of electroluminescent Eu(DBM)3bath thin films vacuum deposited onto Au surface Journal of Molecular Structure, 792-793 pp. 115-120, 2. D. A. Chubich, R. D. Fedorovich, A. G. Vitukhnovsky, "Electrical conductivity and luminescence of metal-organic nanocomposites", J. Russ.

Laser Res., 29 (4), pp. 368-376, 3. D. Chubich, G. Dovbeshko, O. Fesenko, R. Fedorovich, T. Gavrilko, V. Cherepanov, A. Marchenko, A. Naumovets, V. Nechitaylo, G. Puchkovska, L. Viduta, and A. Vitukhnovskii Light-Emitting Diode of Planar Type Based on Nanocomposites Consisting of Island Au Film and Organic Luminophore Tb(thd)3 Mol. Cryst. Liq. Cryst., 497, pp. 186/[518]–195/[527], 4. Видута Л.В., Кияев О.Э., Марченко А.А., Наумовец А.Г., Нечитайло В.Б., Федорович Р.Д., Кудря В.Ю., Ящук В.Н., Витухновский А.Г., Чубич Д.А. Исследование электрофизических и люминесцентных свойств металл-органических нанокомпозитов. Сборник "Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии", 3 (3), с. 773-782, Киев:

Академпериодика, 5. I.Viduta, O.Kiyaev, A.Marchenko, V.Nechytaylo, R.Fedorovich, V.Cherny, A.Vitukhnovskii, V.Cherepanov, D.Chubich. Electrical conductivity and emission properties of carbon nanotubes, Ukr. J. Phys., 54, 5, pp 508-511, 6. T. Gavrilko, G. Puchkovska, R. Fedorovich, V. Nechytaylo, L. Viduta, A.

Marchenko, A. Naumovets, G. Dovbeshko, O. Fesenko, D. Chubich, A.

Vitukhnovskii “Electroluminescent Tb(thd)3 thin films: FTIR Spectroscopy and STM studies”, The annals of the Dunarea DeJos University of Galati: mathematics, physics, chemistry, informatics, XXXI (2), pp. 5660, Чубич Дмитрий Анатольевич ОПТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ НАНОСИСТЕМ АВТОРЕФЕРАТ Подписано в печать 23.09.2009. Формат 60 х 84 1/16.

Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)» Отдел автоматизированных издательских систем «ФИЗТЕХ-ПОЛИГРАФ» 141700, Моск. обл., г. Долгопрудный, Институтский пер.,

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»