WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

переходами из тех состояний, которые были селективно В отличие от экситонов, которые имеют конечное возбуждены, причем стоксов сдвиг между поглощением время жизни, возникшие в результате фотогенерации и излучением в длинных сегментах отсутствует [15].

носители заряда в неупорядоченных матрицах при доВ полисиланах наиболее энергетически выгодной яв- статочно низких температурах локализуются на нижайляется транс-планарная конформация сегментов цепи, ших энергетических уровнях функции плотности состояпричем в твердой фазе полимерные цепи с сегмента- ний [13,14]. При повышении температуры происходит ми указанной формы строения имеют более плотную термическое высвобождение захваченных носителей, а упаковку, чем цепи с сегментами неупорядоченной излучательная рекомбинация носителей противоположформы [1,2]. Расчеты показывают, что в полисиланах ного знака приводит к появлению TSL. В серии рас неупорядоченной формой строения сегментов цепи бот [12,16–18] было показано, что форму функции (E) наиболее длинные сегменты должны иметь конформа- можно определить из анализа кривых TSL, причем цию, близкую с транс-планарной [1]. Полимер PMPS их высокотемпературный край для ряда молекулярного образует аморфные пленки, а сегменты цепи имеют допированных, карбазолилсодержащих - и -сопрянеупорядоченное строение [2]. Можно предположить, женных полимеров аппроксимируется функцией Гаусчто в PMPS форма строения, длина сопряжения и упа- са (2). При этом параметр можно получить с помощью ковка сегментов цепи зависит от условий формирования следующей формулы [12,16,17]:

пленок. При этом коротковолновая полоса спектра PL Em с m1 = 350-353 nm связана с излучением экситонов, =. (4) 1/локализованных на относительно коротких сегментах, 3lnln( t/t0) - а длинноволновая полоса с m2 = 353-358 nm — с излучением экситонов, локализованных на более длинных Здесь Em — энергия активации в максимуме крисегментах. Тогда из данных, представленных кривой 1 вой TSL, измеренной после облучения полимера све(рис. 2), следует, что в приготовленных на воздухе том при T = 5K; t = 103 s — время задержки межпри комнатной температуре тонких пленках в основном ду облучением полимера и измерением кривой TSL;

формируются относительно короткие сегменты цепи. t0 10-13 s — время пребывания носителя на молекуле Дублетная структура спектра экситонной PL толстых в отсутствие эффектов разупорядочения.

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. Влияние условий формирования на энергетическое разупорядочение в пленках... Из данных, представленных кривыми 1 и 2 ожидать, что КПЗ с молекулами кислорода в первую (рис. 3), используя формулу (4), получаем очередь будут формировать наиболее длинные сегмен1 = 0.10 eV и 2 = 0.12 eV. Таким образом, после ты цепи PMPS, на которых локализуются наиболее отжига пленки PMPS при Tan = 400 K энергети- низкоэнергетические состояния для дырок. После того ческое разупорядочение увеличивается. При этом как эти сегменты сформировали КПЗ с молекулами указанное увеличение параметра после отжига кислорода, их энергетические уровни перестраиваются пленки в соответствии с формулой (3) означает, и плотность низкоэнергетических состояний для дырок что подвижность дырок при комнатной температуре уменьшается, что и приводит к смещению в область уменьшается в 20 раз. Отметим, что определенное низких температур кривой TSL после насыщения пленки в настоящей работе значение параметра 1 хорошо кислородом воздуха (рис. 4, b).

согласуется с величиной T = 0.093 eV, полученной из Таким образом, можно предположить следующую моизмерений подвижности дырок в пленках PMPS [3].

дель изменений морфологии и энергетического разупоПосле нагрева пленок PMPS до более высоких тем- рядочения в пленках PMPS в зависимости от условий их ператур (Tan = 500-570 K) в спектрах их поглощения формирования. В тонких пленках (d < 7 µm), приготов(кривая 3 на рис. 1), люминесценции (кривая 4 на ленных при комнатной температуре из недегазированрис. 2) и на кривых TSL (кривая 3 на рис. 3) про- ных растворов, кислород воздуха образует слабые КПЗ исходят изменения, подобные тем, которые наблюда- с сегментами цепи, что препятствует их плотной упались ранее после облучения пленок PMPS УФ-светом ковке, и в пленках в основном формируются относипри комнатной температуре и были связаны с фотоде- тельно короткие сегменты, а максимум полосы эксиструкцией полимера [8,9]. Известно, что при фото- и тонной PL (T = 5K) находится при m1 = 350-353 nm.

термодеструкции PMPS протекают одинаковые химичес- В процессе формирования толстых пленок концентракие реакции, обусловленные разрывом -связей между ция кислорода в их объеме уменьшается, что споатомами кремния в полимерной цепи, формированием собствует образованию областей с плотной упаковциклических структур и образованием сшивок между кой полимерных цепей и формированию сегментов с полимерными цепями, а также встраиванием кислорода большой длиной сопряжения. В результате образуются в полимерную цепь [1,9]. Основываясь на результатах пространственно разделенные полимерные цепи с разпредыдущих работ, можно заключить, что уменьшение личным распределением сегментов по длине, и полоса поглощения в полосе -перехода и интенсивности экситонной PL расщепляется в дублет с m1 = 350 nm экситонной PL, сопровождаемое гипсохромным сдвигом и m2 = 355-358 nm. Пленки, приготовленные при комположений их максимумов, связано с разрывом -связей натной температуре, имеют параметр энергетического между атомами кремния в полимерной цепи, а появ- разупорядочения 1 = 0.10 eV.

ление новых полос PL при m = 460 nm и TSL при Отжиг пленок PMPS при достаточно высоких темпеTm3 = 160 K — с формированием сшивок между полиратурах и пониженном давлении приводит к разрушемерными цепями [8,9], причем процесс термодеструкции нию КПЗ, образованных сегментами цепи с кислородом, полностью необратим.

и удалению кислорода. Нагрев до температур, близких Известно, что полисиланы содержат адсорбированный или превышающих температуру стеклования, увеличииз воздуха кислород [20], который является акцептором вает подвижность отдельных фрагментов полимерных электронов и при атмосферном давлении может форцепей, и после охлаждения пленок возрастает конценмировать слабые комплексы с переносом заряда (КПЗ) трация длинных сегментов с более плотной упаковкой.

с молекулами многих органических соединений. УкаВ результате значительно увеличивается плотность низзанные комплексы относительно неустойчивы и легко коэнергетических состояний для экситонов и носителей диссоциируют при удалении кислорода [21]. Недавно заряда и максимум полосы экситонной PL располагается было показано, что введение в пленки PMPS примесей при m2 = 355-358 nm, а величина параметра энергеакцепторов 2, 7-динитро-9-флуоренона, 2, 4, 7-тринитротического разупорядочения возрастает до 2 = 0.12 eV.

9-флуоренона и 7, 7, 8, 8 -тетрацианохимодиметана приПри температуре отжига свыше 500 K происходит терводит к окрашиванию пленок и появлению в их спекмическое разложение полимера.

трах новых широких полос поглощения и PL, связанных с формированием слабых КПЗ с сегментами Список литературы цепи PMPS [22]. Можно предположить, что кислород также формирует слабые КПЗ с сегментами цепи PMPS, [1] R.D. Miller, J. Michl. Chem. Rev. 89, 1359 (1989).

что и объясняет наблюдаемое в эксперименте тушение [2] M. Pope, C.E. Swenberg. Electronic Processes in Organic интенсивности PL пленки при ее насыщении кислородом Crystals and Polymers. Oxford University Press, N. Y. (1999).

воздуха (рис. 4, a). Взаимодействие донора электронов P. 877–901.

с акцептором сопровождается переносом части элек[3] P.M. Borsenberger, D.S. Weiss. Organic Photoreceptors for тронной плотности с донора на акцептор, причем эфXerography. Marcel Dekker Inc., N. Y. (1998). 768 p.

фективность этого процесса возрастает при уменьшении [4] J. Kido, K. Nagai, Y. Okamoto, T. Skotheim. Appl. Phys. Lett.

потенциала ионизации донора [21]. Поэтому следует 59, 2760 (1991).

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. 1710 Ю.А. Скрышевский [5] H. Suzuki, H. Meyer, S. Hoshino. J. Appl. Phys. 78, (1995).

[6] A. Fujii, K. Yoshimoto, M. Yoshida, Y. Ohmori, K. Yoshino, H. Ueno, M. Kakimoto, H. Kojima. Jpn. J. Appl. Phys. 35, 3914 (1996).

[7] S. Nespurek, A. Kadashchuk, Yu. Skryshevski, A. Fujii. J. Soc.

Elect. Mat. Eng. 9, 119 (2000).

[8] A. Kadashchuk, S. Nespurek, Yu. Skryshevski, N. Ostapenko, V. Zaika. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 355, 413 (2001).

[9] Ю.А. Скрышевский, А.Ю. Вахнин. ФТТ 43, 569 (2001).

[10] И.А. Тале. Изв. АН СССР. Сер. физ. 45, 245 (1981).

[11] O Ito, M. Terazima, T. Azumi, N. Matsumoto, K. Takeda.

Macromolecules 22, 1718 (1989).

[12] A. Kadashchuk, N. Ostapenko, V. Zaika, S. Nespurek. Chem.

Phys. 234, 285 (1998).

[13] H. Bassler. Phys. Stat. Sol. (b) 175, 15 (1993).

[14] H. Bassler. In: Disorder Effects on Relaxational Processes / Ed. R. Blumen. Springer-Verlag, Berlin (1994). P. 485–507.

[15] J.R.G. Thorne, S.T. Repinec, S.A. Abrash, J.M. Zeigler, R.M. Hochstrasser. Chem. Phys. 146, 315 (1990).

[16] A. Kadashchuk, D.S. Weiss, P.M. Borsenberger, S. Nespurec, N. Ostapenko, V. Zaika. Chem. Phys. 247, 307 (1999).

[17] A. Kadashchuk, D.S. Weiss, P.M. Borsenberger, Yu. Skryshevski, N. Ostapenko, V. Zaika. Synth. Met. 109, 177 (2000).

[18] A. Kadashchuk, Yu. Skryshevski, A. Vakhnin, N. Ostapenko, V.I. Arkhipov, E.V. Emelianova, H. Bassler. Phys. Rev. B63, 115 205 (2001).

[19] H.K. Kim, K. Matyjaszewski. J. Polym. Sci. Pt A: Polym.

Chem. 31, 299 (1993).

[20] G. Loubriel, J. Zeigler. Phys. Rev. B33, 4203 (1986).

[21] А.В. Ванников, А.Д. Гришина. Фотохимия полимерных донорно-акцепторных комплексов. Наука, М. (1984).

261 с.

[22] Ю.А. Скрышевский. ЖПС. 68, 455 (2001).

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып.

Pages:     | 1 ||



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.