Методика эксперимента. Спектрально-кинетические характеристики замедленной флуоресценции и фосфоресценции молекул эозина и акрифлавина изучались на установке, блок-схема которой представлена на рис. 1

Вид материала

Исследование

Содержание Экспериментальная часть.

Подобный материал:

• Методика эксперимента спектрально-кинетические характеристики замедленной флуоресценции, 76.57kb.
• Спектрально-кинетические и лазерные характеристики кристаллов Na 0,4 y 0,6 f 2,2, активированных, 233.01kb.
• Методика ми5 проверки цепи фаза нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением, 53.81kb.
• Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу, 157.93kb.
• Кузнецова Надежда Михайловна, Марийский государственный университет Вработе представлена, 43.58kb.
• Исследование процессов взаимодействия молекул водорастворимого фуллерена с магнитными, 37.88kb.
• Контрольные вопросы по дисциплине «модели и алгоритмы обработки информации», 27.51kb.
• Модулятор с подавлением постоянной составляющей сигнала, 125.9kb.
• Электронно-лучевая стерилизация, 75.03kb.
• Методика чернильных пятен г. Роршаха § Описание методики и схема эксперимента Опрос, 1495.5kb.

НАНОТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКПИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ЛЮМИНОФОРОВ-полупроводников, их исследование ОПТОЭЛЕКТРОННЫМИ МЕТОДАМИ

УДК:535.373.2;537.623.5


И.С.Лабутин,

ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»

236000, г. Калининград, Советский проспект, 1, Россия


Введение. В настоящее время в традиционных технологиях создания полупроводниковых приборов для микроэлектроники наметился целый ряд принципиальных физико-технологических барьеров на пути дальнейшего повышения быстродействия и степени интеграции. Среди подобных барьеров есть как факторы, связанные с ограничениями полупроводниковой микро- и нанолитографии, так и принципиальные квантово-механические ограничения, накладываемые на традиционную схемотехнику электронно-дырочной проводимости в микро- и наноэлектронике. Все чаще стали появляться экспериментальные и серийные устройства на базе ранее известных принципов и эффектов, но реализованных в микро- и наномасштабах, быстродействие и энергетические характеристики которых превосходили аналогичные электронные аналоги, не уступая им в массогабаритных показателях. Одним из таких примеров служат микромеханические блистерные дисплеи и микрореле. Другим перспективным направлением является отказ от использования дискретной математики потенциальных состояний электронно-дырочных переходов в пользу математики квантово-механических состояний в гильбертовом пространстве систем квантовых частиц при построении вычислителей. Примером такого устройства является квантовый компьютер, скорость вычисления которого принципиально ограниченна лишь скоростью ввода исходных данных и чтения ответа. Все работы в данных направлениях невозможны без исследования фундаментальных законов микро- и наномира, искусство познания и использования которого называется нанотехнологией. Нанотехнологии охватывают размеры устройств и протяженности энергетических полей в масштабах от 1 мкм до 1 нм.

Очень важным на таких масштабах являются разработки измерительных устройств, методик измерения и управления состоянием подобных систем. Существующие разработки наноманипуляторов и сканирующих микроскопов хоть и имеют необходимую точность позиционирования и модификации в наномасштабах, но не обладают достаточной технологичностью и скоростью этих операций. И напротив, существующие технологии создания наноматериалов на основе каталитической самосборки и самоорганизации либо дают малый и нестабильный выход годных продуктов в случае, таких сложных и многообещающих наноструктур как фуреллерены и нанотрубки, либо дают большое количество годных, но простых структур при больших материальных затратах. Эти проблемы, в основном, останавливают развитие нанотехнологии и делают ее продукты слишком дорогими для эффективного и массового использования.

Целью данной работы являются исследования энергетической структуры и технологических приемов изготовления металлоорганических комплексов на базе ионов серебра и органических красителей как прототипов органических полупроводниковых приборов с управляемыми электронно-оптическими свойствами. Выбор прототипа обусловлен тем, что серебро является хорошим проводником и отличным объектом для исследований методом СТМ, а также слабо взаимодействующим с кислородом элементом, а в комплексе того или иного красителя позволяет изучать энергетические свойства системы металл-краситель путем измерений ВАХ и фотопроводимостей полученных систем.Выбор материалов также обусловлен технологической базой исследований лаборатории МИНА КГТУ.

Экспериментальная часть. Экспериментальная часть по изучению электронно-оптических свойств и отработке технологий изготовления металлоорганических комплексов ионов серебра состоит из четырех этапов:

1. Создание пленок серебра на проводящей подложке методом гальваностегии с различными значениями фрактальной размерности и шероховатости. Контроль и селекция полученных пленок по данным параметрам методами сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии. Примеры получаемых топологий серебряных пленок:




Рис.1 Рис. 2


Изображение участка 12х12мкм пленки серебра на поверхности многослойной метал-лической пластины, полученной методом гальваностегии до нанесения раствора коллоидного серебра (рис. 1, перепад высот 1,3 мкм) и после нанесения (рис. 2, перепад высот 270 нм)

2. Нанесение органических красителей на полученные серебряные пленки с варьированием типов и концентраций наносимых красителей.

Получение коллоидных металлоорганических комплексов с варьированием типа и концентрации красителей с последующим разделением комплексов методом центрифугирования.

Контроль полученных коллоидных и пленочных комплексов методами сканирующей и атомно-силовой микроскопией. Примеры топологий получаемых комплексов приведены на рис. 3 и 4.



Рис. 3 Рис. 4

Изображение участков пленки серебра 10x10 мкм под слоем эозина при разных концентрациях красителя. Рис. 3 соответствует перепаду высот в 371 нм и меньшей концентрации красителя, а рис. 4 - большей концентрации и перепаду высот 355 нм

3. Снятие ВАХ и фотопроводимостей полученных комплексов в спектре ртутной лампы со сменными светофильтрами. Выделение спектров поглощения полученных комплексов методами спектрофотометрии. Определение зонной структуры полученных металлоорганических комплексов на основе ВАХ и выделенных спектров поглощения.

На рис. 5 изображена схема установки для исследования фотопроводимости и снятия ВАХ металлоорганических комплексов серебра.

Для получения металлоорганических комплексов на поверхности с различными значениями шероховатости и фрактальной размерности планируется использовать технологию гальваностегии на поверхность металлической подложки. В качестве электролита планируется использование водного раствора хлорида серебра. Процесс нанесения происходит при варьируемом значении плотности тока и длительности нанесения серебряной пленки.

3


1

2


5


4


6













Рис. 5. Схема установки для снятия фотопроводимости образцов органических полупроводников. Здесь 1 – криптоновая лампа; 2 – фокусирующая система; 3 – перестраиваемый монохроматор; 4 – зеркало столика СТМ микроскопа СММ-2000; 5 – платиновая игла столика СТМ микроскопа СММ-2000; 6 – сканер СТМ микроскопа СММ-2000 с закрепленным на плоскости образцом.


4. Контроль топологических параметров полученных серебряных пленок и коллоидных частиц серебра после размерной сепарации и нанесения на тестовую проводящую поверхность и полученных в дальнейшем металлоорганических комплексов этих объектов планируется осуществлять методами атомно-силовой и сканирующей туннельной микроскопии на базе сканирующего зондового микроскопа СММ-2000 лаборатории МИНА кафедры ФП КГТУ.

Снятие вольтамперных характеристик полученных металлоорганических комплексов для определения электрофизических свойств и параметров электронных взаимодействий в полученных металлоорганических комплексах планируется осуществить с помощью СТМ режима снятия ВАХ в микроскопе СММ-2000.

Определение электронно-оптических свойств полученных металлоорганических комплексов и параметров запрещенной зоны планируется осуществлять обработкой спектров поглощения, возбуждения и люминесценции, полученных на спектрофлюориметре ФЛЮОРАТ-02 и спектрофотометре СФ-2000 лаборатории МИНА кафедры ФП КГТУ.