Фотоелектронні властивості плівок і кристалів на основі комплексів із внутрішньомолекулярним переносом заряду - Автореферат

Національна академія наук УкраїниНауковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, Пирятинський Юрій Петрович, Інститут фізики НАН України, старший науковий співробітник Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, Остапенко Ніна Іванівна,Інститут фізики НАН України, провідний науковий співробітник доктор фізико-математичних наук, Гречко Леонід Григорович, Інститут хімії поверхні НАН України, провідний науковий співробітник Захист відбудеться ”17 ””червня ”2004 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.159.01 при Інституті фізики НАН України за адресою: пр. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики НАН України за адресою: пр.Актуальність цієї проблеми в значній мірі зумовлена поєднанням досягнень органічної хімії в синтезі органічних сполук та успіхів фізики в досліджені електронних процесів в твердих тілах, що відкриває можливості розробки нових перспективних матеріалів для сучасної електроніки. У звязку з цим у даній дисертаційній роботі досліджено фотолюмінесценцію, спектри поглинання і відбиття, та фотопровідність ряду нових оптично нелінійних органічних кристалів, що складаються з гетероциклічних похідних молекул карбазола, акридона, індола чи фенатиазина R-CH=CH-C(CN)=C(CN)2, де R - молекула карбазола, акридона, індола чи фенатиазина. Зважаючи на перспективи використання цих матеріалів у мікроелектроніці, в роботі досліджено також властивості плівок цих сполук та виконано аналіз результатів в порівнянні з результатами досліджень обємних кристалів. Дисертаційна робота виконувалась в рамках наступних наукових тем Інституту фізики НАН України: „Фотоелектронні процеси в низькорозмірних і гетерогенних молекулярних системах” (№ державної реєстрації 019100010008612); „Фотоелектронні процеси в диспергованих молекулярних системах” (№ державної реєстрації 095U016825); ”Дослідження фотоелектричних і електрооптичних явищ в молекулярних структурах з просторовим упорядкуванням різної розмірності” (№ державної реєстрації 0198U001124); ”Дослідження процесів колективних взаємодій в молекулярних системах на основі рідинних кристалів” (шифр теми: 1.4.1.В69; № державної реєстрації 0101.U000354). Мета роботи полягала в зясуванні механізмів поглинання електромагнітного випромінювання, природи електронно-збуджених станів, механізму переносу енергії елементарних збуджень та впливу агрегатного стану на інтенсивність одно - і двохфотонно збудженої фотолюмінесценції нових оптично нелінійних органічних матеріалів з внутрішньомолекулярним переносом заряду.В підрозділі 2.2 проаналізовано методику дослідження спектрів та кінетики затухання флуоресценції з „часовим вікном” в режимі рахунку фотонів та амплітудному режимі. У третьому розділі досліджено оптичні і електричні властивості кристалів і плівок гетероциклічних похідних молекул карбазола та споріднених систем. В дисертаційній роботі досліджено спектри розділеної в часі флуоресценції при ультрафіолетовому (УФ) (?зб = 337,1 нм) і ІЧ (?зб = 1064 нм ) лазерному збудженні ряду нових оптично нелінійних органічних кристалів і плівок, що складаються з молекул гетероциклічних похідних молекул карбазола, акридона, індола чи фенатиазину R-CH=CH-C(CN)=C(CN)2, де R - молекула карбазола, акридона, індола чи фенатиазину. Таким чином, двохфотонне поглинання в кристалах можна повязати з виникненням екситонів з міжмолекулярним переносом заряду (ПЗ-екситонів), а двохфотонно збуджену фотолюмінесценцію - з дезактивацією ПЗ-екситонів. Енергія дна зони ПЗ-екситонів лежить нижче дна зони екситонів Френкеля, тому в розглянутій моделі довжина хвилі максимуму кривої спектральної залежності інтенсивності двохфотонно збудженої фотолюмінесценції повинна лежати в області більших довжин хвиль у порівняні з однофотонно збудженою фотолюмінесценцією.У підрозділі 4.1 запропоновано новий метод розрахунку електронної структури кристалів та молекул з врахуванням електронних кореляцій, що грунтується на застосуванні функцій Гріна. У випадку нескінченно великого розміру примітивної комірки кристалу отримано рівняння для визначення енергетичного спектра і розподілу електронного заряду в молекулах і кластерах. , , (4) де - матричні елементи одноелектронного гамільтоніану чистого кристалу в зображенні Ванньє, що складається з атомів сорту , - випадкова добавка до матричного елемента одно електронного гамільтоніану чистого кристалу, що повязана з наявністю домішки; індекс стану визначається номером енергетичної зони і проекцією спина на вісь , - номер примітивної комірки кристалу, - індекс підграт; - функція Ферми. У підрозділі 4.3 запропонований у дисертації метод врахування електронних кореляцій застосовується для дослідження електронної структури кластерів і молекул. Рівняння (5) разом з рівнянням (8) для матриці густини являє собою систему замкнутих рівнянь для визначення енергії і розподілу зарядів у молекулі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ