WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

(а) (б) Рис. 12. Топографическое (а) и фазовое (б) изображения композитного образца состава ПАНи/Jагрегаты красителя ЦК-1. Топографическое изображение имеет заметную шероховатость поверхности ~10 нм, обусловленную характерной неоднородностью структуры пленок ПАНиПАМПСК. Погруженный в полимерный слой J-агрегат не визуализируется на топографическом изображении, но имеет отличный контраст на фазовом.

Рис. 13. Флуоресцентная микрофотография пленки композита состава ПАНи/J-агрегаты ЦК-(соотношение компонентов 13:1).

В ГЛАВЕ 5 рассматривается механизм ЭЛ ПАНи в присутствии нанокристаллов Jагрегатов, предложенный нами с учетом данных, полученных при проведении настоящих исследований, а также имеющихся сведений об энергетических характеристиках компонентов, входящих в состав композита.

На рис. 14 представлена энергетическая диаграмма ОСИД с рабочим слоем ПАНи/Jагрегаты ЦК-1. Основные энергетические характеристики изученных материалов, входящих в состав нанокомпозита, рассмотрены в работе (Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Иванов В.Ф. и др. // Материаловедение. 2008. Т. 139. № 10. С. 8).

При подаче напряжения на электроды ОСИД инжектированные с анода в ПАНи дырки будут перемещаться в слое в направлении катода только по дырочной проводящей области (ДПО). Если нанофаза J-агрегатов отсутствует, то они, дойдя до границы ПАНи с нанесенным слоем ФДО, разрядятся. Этот процесс протекает безызлучательно, так как в ДПО нет центров люминесценции.

В присутствии J-агрегатов механизм ЭЛ изменяется. Часть инжектированных из анода в ДПО дырок, дрейфуя в сторону катода, встречает на своем пути J-агрегат. Преодолев невысокий барьер на границе ПАНи/J-агрегат (рис. 14), они переходят в объем лентообразного молекулярного кристалла, произвольно ориентированного в слое полимера.

Дальнейшее движение дырок по J-агрегату прекратится только тогда, когда они дойдут до некоторой точки на границе J-агрегат/ПАНи, максимально приближенной к катоду. Если эта точка граничит с ДПО, то в отсутствие барьера дырки из J-агрегата опять перейдут в ПАНи.

Продолжая дрейфовать в ДПО полимерной матрицы, они встречают очередной J-агрегат либо, дойдя до границы ПАНи/ФДО, безызлучательно гибнут. Если же такая крайняя точка в J-агрегате оказывается на границе с ФСО, которая, как известно, не обладает дырочными транспортными свойствами, то дальнейшее движение дырок прекращается. Со временем в этом месте накапливается положительный заряд (рис. 14), что вызывает резкое увеличение локальной напряженности электрического поля. Если ФСО занимает весь объем между указанной точкой и границей ПАНи/ФДО, возникают условия, при которых из J-агрегата в Рис. 14. Энергетическая диаграмма ОСИД со светоэмиссионным рабочим слоем на основе нанокомпозита состава ПАНи/J-агрегаты ЦК-1.

ФСО начинают инжектироваться дырки, а со стороны ФДО – электроны. Именно с этим процессом связано появление собственного фиолетового излучения ПАНи. По-видимому, он носит предпробойный характер. Возможны другие варианты. Так, есть вероятность, что с противоположной стороны ФСО может располагаться J-агрегат, находящийся в контакте с катодом. Тогда из J-агрегата со стороны катода в объем ФСО будут инжектироваться электроны, а с противоположной стороны, также из J-агрегата, – дырки. В результате предпробойное состояние реализуется в ФСО между двумя близкорасположенными Jагрегатами. При этом также должна наблюдается ЭЛ ПАНи.

Предложенный механизм реализуется только при пониженной концентрации Jагрегатов. С ростом числа наночастиц электроны и дырки инжектируются с обоих электродов непосредственно в J-агрегаты. Двигаясь в них навстречу друг другу, они уже не попадают в объем ПАНи, а рекомбинируют в J-агрегатах. В этом случае наблюдается узкая одиночная полоса ЭЛ с максимумом при 475 нм (рис. 5, кривая 4). При промежуточных концентрациях нанофазы действует смешанный механизм, поэтому в спектре ЭЛ присутствуют полосы излучения ПАНи и J-агрегатов.

ВЫВОДЫ 1. Разработан и подробно исследован новый тип функциональных полимерных материалов с электролюминесцентными свойствами для органических светодиодов на основе водорастворимых нанокомпозитов состава ПАНи/J-агрегаты.

2. Впервые обнаружено, что наноразмерные кристаллы – J-агрегаты цианиновых красителей – модифицируют слои интерполимерного комплекса ПАНи таким образом, что полимерная матрица становится электролюминофором.

3. С использованием полученных нанокомпозитов были изготовлены светодиодные структуры, имеющие полосы излучения в синей области спектра с максимумом при нм. Спектр излучения принадлежит полимерной матрице.

4. Показано, что цвет излучения светодиодов можно направленно изменять путем варьирования концентрации нанофазы J-агрегатов в слое ПАНи.

5. Изучено строение J-агрегатов нанокристаллической фазы методами атомно-силовой и флуоресцентной микроскопии как на атомно-гладкой поверхности, так и в слоях ПАНи.

Установлено, что J-агрегаты представляют собой гибкие однослойные лентообразные молекулярные структуры с толщиной 0.95 – 1,1 нм, длина которых может достигать нескольких микрон. Предложена структурная модель агрегатов исследованных цианиновых красителей.

6. Предложена энергетическая схема механизма электролюминесценции исследованных композитов на основе полианилина, содержащих нанокристаллическую фазу J-агрегатов.

7. Дано объяснение явлению электролюминесценции в новых светоизлучающих материалах, оптоэлектронные свойства которых определяются плоской протяженной формой J-агрегатов и редокс-гетерогенностью проводящей полимерной матрицы.

Список публикаций по теме диссертации 1. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Перелыгина О.М., Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Брусенцева М.А., Ванников А.В. Молекулярные нанокристаллы в светодиодных структурах на основе полианилина. // Физикохимия поверхности и защита материалов.

2008. Т. 44. №5. С. 478-481.

2. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Перелыгина О.М., Прохоров В.В., Брусенцева М.А., Шапиро Б.И., Ванников А.В. Новые электролюминесцентные материалы на основе нанокомпозитов полианилина. // Материаловедение. 2008. Т. 139. № 10. С. 8-12.

3. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Перелыгина О.М., Ванников А.В.

Электролюминесцентные полимерные наноматериалы и структуры на основе J-агрегатов. // Химия высоких энергий. 2008. Т.42. № 4. С. 67-69.

4. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Сосновый М.А., Перелыгина О.М., Берендяев В.И., Ванников А.В. Электролюминесценция триплетных металло-комплексов порфиринов в матрицах на основе ароматических полиимидов. // 4-ая Всероссийская Каргинская конференция «Наука о полимерах 21-му веку» / Москва, 2007. Тезисы докладов. Т. 2. С. 169.

5. Мальцев Е.И., Кузьмина Л.Г., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Фомина М.В., Перелыгина О.М., Сосновый М.А., Громов С.П., Ванников А.В. Электролюминесценция трисдикетонатных комплексов Eu(III) в светодиодных структурах на основе поливинилкарбазола. // Симпозиум «Нанофотоника» / Черноголовка, 2007. Тезисы докладов. С. 117.

6. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Сосновый М.А., Тамеев А.Р., Перелыгина О.М., Шапиро Б.И., Ванников А.В. Инфракрасное излучение нанофазы J-агрегатов красителей в полимерных светодиодных структурах. // Симпозиум «Нанофотоника» / Черноголовка, 2007. Тезисы докладов. С. 119.

7. Мальцев Е.И., Брусенцева М.А., Лыпенко Д.А., Сосновый М.А., Перелыгина О.М., Горбунова Ю.Г., Ванников А.В. Металлокомплексы порфиринов как центры электролюминесценции в полимерных нанослоях. // Симпозиум «Нанофотоника» / Черноголовка, 2007. Тезисы докладов. С. 121.

8. Мальцев Е.И., Брусенцева М.А., Лыпенко Д.А., Сосновый М.А., Перелыгина О.М., Горбунова Ю.Г., Ванников А.В. Электрофосфоресценция органических металлокомплексов в полимерных матрицах. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии / Москва, 2007. Тезисы докладов. Т. 2. С. 381.

9. Мальцев Е.И., Кузьмина Л.Г., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Сосновый М.А., Фомина М.В., Перелыгина О.М., Ванников А.В., Громов С.П., Алфимов М.В.

Электролюминесценция трисдикетонатных комплексов Eu(III) и Tb(III) с нафтилпиридином в проводящих полимерных слоях. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии / Москва, 2007. Тезисы докладов. Т. 2. С. 382.

10. Мальцев Е.И., Лыпенко Д.А., Брусенцева М.А., Сосновый М.А., Тамеев А.Р., Перелыгина О.М., Шапиро Б.И., Ванников А.В. Электролюминесценция наноразмерных агрегатов цианиновых красителей в полимерных слоях. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии / Москва, 2007. Тезисы докладов. Т. 2. С. 383.

11. Tameev A.R., Perelygina O.M., Lypenko D.A., Mal’tsev E.I., Vannikov A.V. Electron transport in polymer/J-aggregates composite. // 4th International Meeting on Molecular Electronics (ElecMol’08) / Grenoble (France), 2008. Book of Abstracts. P. 166.

Pages:     | 1 | 2 ||






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