close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

105.Исследование динамических откликов оптических структурированных материалов жидких кристаллов и полиимидов с квантовыми точками CdSeZnS

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Шурпо Наталия Александровна
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОТКЛИКОВ
ОПТИЧЕСКИХ СТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ: ЖИДКИХ
КРИСТАЛЛОВ И ПОЛИИМИДОВ С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ
CdSe/ZnS
Специальность 01.04.05 – Оптика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физико-математических наук
Санкт-Петербург – 2016
2
Работа выполнена в Акционерном Обществе «Государственный оптический институт имени
С.И. Вавилова»
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук,
старший научный сотрудник
Каманина Наталия Владимировна
Официальные оппоненты:
Симоненко Георгий Валентинович
доктор физико-математических наук, доцент,
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Саратовский национальный исследовательский
государственный университет имени Н.Г.
Чернышевского»,
профессор кафедры оптики и биофотоники
Беляев Виктор Васильевич
доктор технических наук, профессор,
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Московский областной государственный университет,
начальник отдела развития науки,
заведующий кафедрой теоретической физики
Ведущая организация:
Федеральное Государственное Автономное
образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский национальный
исследовательский университет информационных
технологий, механики и оптики
Защита состоится 20 июня в 14-00 на заседании диссертационного совета
Д 999.022.02 при АО «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова»,
АО «НИТИОМ ВНЦ Государственный Оптический Институт им. С.И. Вавилова»
по адресу 199053, Санкт-Петербург, Кадетская линия В.О., дом 5, корпус 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АО «Государственный оптический
институт им. С.И. Вавилова» по адресу: 199053, Санкт-Петербург, Кадетская линия, д.5,
корп.2 и на сайте http://www.npkgoi.ru/
Автореферат разослан
2016 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 999.022.02
кандидат физико-математических наук
Журенков А.Г.
3
Общая характеристика работы
Диссертационная работа посвящена комплексному исследованию многостороннего
влияния полупроводниковых квантовых точек CdSe/ZnS на основные свойства и
характеристики жидкокристаллических и полиимидных материалов.
Актуальность темы исследования. Интенсивное развитие наукоёмких областей
техники и технологии способствовало существенному прорыву в изучении инновационных
материалов и устройств на их основе. При этом акцент делается на изучение свойств
оптических органических тонкоплёночных материалов, способных, по своим основным
макропараметрам, конкурировать с объёмными неорганическими системами.
За последние пятнадцать лет в отечественной и зарубежной литературе появилось
большое количество работ по исследованию процесса структурирования оптических
органических материалов, в том числе жидкокристаллических (ЖК) и полиимидных (ПИ),
при использовании перспективных нано- и био-сенсибилизаторов: И. Ку – 1995 год; Х. Оно 1997; Н. Кавацуки - 1997; Н.В. Каманина - 2005; Н.В. Усольцева - 2008; А.Н. Алешин - 2010;
Е. Ускова - 2011; Е.А. Коншина - 2011; Ф. Кайзар - 2012; К. Бланк - 2012 и многие другие.
Заинтересованность ученых в исследовании оптических наноструктурированных материалов
во многом обусловлена возможностью значительно влиять на их нелинейно-оптические,
структурные, механические, фотопроводниковые и динамические свойства, что дает
большой научный и практический потенциал.
Особое положение среди перспективных сенсибилизаторов, таких как фуллерены,
углеродные нанотрубки (УНТ), инновационные красители и др., занимают
полупроводниковые квантовые точки (КТ) и композиты на их основе. Это обусловлено тем,
что КТ обладают эффектом размерного квантования, что позволяет легко управлять их
оптическими характеристиками, и с высокой точностью подбирать необходимую длину
волны поглощения и/или эмиссии КТ; они имеют широкую полосу поглощения, что
позволяет возбуждать частицы разных размеров одной длиной волны одного источника
света; КТ обладают большим значением величины сродства к электрону. Последнее свойство
КТ позволяет формировать эффективные межмолекулярные комплексы с переносом заряда
и эффективно влиять на свойства исходной матрицы.
Жидкокристаллические системы, содержащие межмолекулярные комплексы на основе
КТ, имеют улучшенные электрооптические характеристики, в том числе временные
параметры (времена реакции и релаксации среды на прикладываемое внешнее воздействие,
например,
напряжение),
что
актуально
при
разработке
быстродействующих
электрооптических модуляторов света, переключателей лазерного излучения, дисплейных
элементов.
В полиимидных пленках, содержащих в своей структуре полупроводниковые частицы,
наблюдается улучшение светочувствительности, что перспективно для задач солнечной
энергетики по поиску и разработке тонкопленочных элементов нового поколения взамен
объёмным неорганическим кристаллам, например, дорогостоящему кремнию. Важно то, что
сенсибилизация вышеуказанных материалов
КТ является довольно простым
технологическим методом, который, однако, приводит к существенному изменению их
спектральных, улучшению динамических и фотопроводниковых свойств.
Поведение полупроводниковых КТ в жидкокристаллических и полиимидных матрицах
представляет собой новую, малоизученную область знаний, которая, в силу уникальных
свойств наночастиц, многоплановости их использования, нуждается в дальнейшем развитии.
По этим причинам проводимые исследования по получению новых знаний о механизмах
влияния
КТ
на
динамические
отклики
оптических
структурированных
жидкокристаллических и полиимидных сред являются своевременными и актуальными.
4
К моменту начала настоящей работы лабораторией «Фотофизика сред с
нанообъектами» ОА «ГОИ им. С.И. Вавилова» был сделан большой наукоемкий задел по
разработке перспективных наноструктурованных материалов, жидкокристаллических и
полимерных, с углеродсодержащими частицами. В этом направлении были установлены
процессы комплексообразования и изменение фоторефрактивных параметров в
полиимидных модельных системах при введении фуллеренов, УНТ, шунгитов, оксидов
графена. Было показано наличие батохромного сдвига в спектрах поглощения при
межмолекулярном комплексообразовании, проведён масс-спектрометрический анализ и
спектроскопия ядерного магнитного резонанса указанных материалов с участием
фуллеренов и других углеродных нанообъектов, установлено изменение параметра порядка,
рефрактивных и фотопроводниковых характеристик.
На определенном этапе многолетней работы коллектива лаборатории соискателю
диссертации выпала честь включиться в исследования по влиянию углеродосодержащих
частиц на свойства исследуемых матриц. В частности, были изучены временные
характеристики чистой жидкокристаллической мезофазы из класса цианобифенилов и
жидкокристаллической матрицы, сенсибилизированной фуллеренами и УНТ. Вопросы
влияния ещё одного эффективного сенсибилизатора, КТ, на динамические отклики жидких
кристаллов и указанной выше полимерной матрицы были поставлены и решены соискателем
диссертации самостоятельно.
На начальных этапах этого исследования было впервые установлено, что введение
комплексов с КТ CdSe/ZnS в нематическую ЖК-среду сокращает ее отклик (времена
включения и выключения) на внешнее электрическое воздействие, то есть, приводит к
улучшению временных характеристик нематиков. Было получено, что времена
переключения наноструктурированных жидких кристаллов составляют менее 1 мс при
толщине ЖК-слоя ~ 4 мкм, при этом стандартные времена переключения для нематических
смесей толщиной 4÷10 мкм лежат в диапазоне около 5÷10 мс. С учетом теории,
разработанной для фуллеренсодержащего комплекса Н.В. Каманиной, соискателем было
выдвинуто предположение, в работе [1], о наличии межмолекулярного комплекса с
переносом заряда на основе КТ и его влиянии на свойства исследуемой системы. Но это
предположение о комплексообразовании нуждалось в дальнейшем многостороннем
изучении и подтверждении дополнительными экспериментальными данными, что и было
сделано в диссертационной работе. Подведем итог вышесказанному, сформулировав цели и
задачи диссертационной работы.
Цель и задачи диссертационной работы. Целью проводимых исследований являлось
изучение влияния процесса наноструктурирования на динамические отклики оптических
материалов,
а
именно:
нематической
жидкокристаллической
матрицы
и
высокомолекулярной полиимидной системы с полупроводниковыми квантовыми точками
CdSe/ZnS.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Проведено математическое моделирование разворота директора нематических
жидких кристаллов и теоретически исследованы динамические отклики ЖК-диполей в
электрическом поле.
2.
Проведена
сенсибилизация
модельной
полиимидной
матрицы
6B
полупроводниковыми квантовыми точками CdSe/ZnS и созданы комплексы между
внутримолекулярным донорным фрагментом полиимида и квантовой точкой CdSe/ZnS,
выступающей в роли межмолекулярного акцептора. Выявлена эффективность введения
данных комплексов в ЖК-среду.
3. Экспериментально установлены спектральные особенности полиимидных матриц,
наноструктурированных квантовыми точками CdSe/ZnS, при варьировании концентрации
вносимых нанообъектов.
5
4. Изучены фотопроводниковые свойства тонких полиимидных пленок с КТ на основе
экспериментально
измеренных
вольт-амперных
данных
и
обнаружена
светочувствительность. Выявлена корреляция между спектральными и фотопроводниковыми
свойствами исследуемых структур.
5. Изучено влияние полупроводниковых квантовых точек на динамическую вязкость
нематических жидких кристаллов, и сделано сопоставление полученных результатов с
процессами ускоренного разворота ЖК-молекул с комплексами в электрическом поле.
6. Рассчитаны рефрактивные параметры полиимидов с квантовыми точками: получены
значения нелинейной рефракции и нелинейной кубичной восприимчивости и проведено их
сравнение для аналогичных параметров у полиимидных матриц, сенсибилизированных
другими наночастицами.
Научная новизна. В настоящей работе проведено комплексное исследование процесса
наноструктурирования органических электрооптических материалов: жидких кристаллов и
полиимидов полупроводниковыми квантовыми точками CdSe/ZnS и впервые установлено:
- введение комплексов с квантовыми точками CdSe/ZnS в нематическую ЖК-среду
значительно сокращает ее электрооптический отклик на внешнее электрическое воздействие;
- структурирование полиимидных систем полупроводниковыми КТ CdSe/ZnS, по крайней
мере, на порядок увеличивает подвижность носителей заряда, таким образом, улучшая их
фотопроводниковые свойства;
- имеется корреляция между изменением фоторефрактивных и фотопроводниковых
характеристик полиимидных матриц с квантовыми точками.
Практическая значимость. Изучаемые материалы с квантовыми точками CdSe/ZnS
могут найти применение для таких практических задач в науке и технике, как:
1. Создание быстродействующих пространственно-временных модуляторов света в системах
телекоммуникаций, лазерной и дисплейной технике. Следует отметить, что соискатель
является соавтором патента [2] по теме «Жидкокристаллический пространственновременной модулятор света на основе комплекса полиимид-квантовые точки CdSe(ZnS),
CdS/ZnS, InP/ZnS для дисплейной, телевизионной техники и систем переключения лазерного
излучения», RU 2 459 223 С1. Возможно применение и в других электрооптических
устройствах, в которых требуется быстрое (менее 1 мс) переключение ЖК-молекул под
действием электрического поля.
2. Создание фоторефрактивных светочувствительных сред, например, для люминесцентного
анализа в медицине, биологии и микроскопии.
3. Применение методов структурирования для повышения вольт-амперных параметров в
системах тестирования газов и примесей, где изменение подвижности носителей заряда,
связанное с повышением безбарьерного пути переноса носителей, может выступать в
качестве калибруемого параметра.
Личный вклад автора. Экспериментальные и теоретические результаты получены
лично автором или при его непосредственном участии. Автор провёл разработку и анализ
образцов, обобщил полученные экспериментальные и литературные данные, сделал выводы.
Инструментальное исследование вольт-амперных характеристик (ВАХ) и измерения
дифракционной эффективности полиимидных тонких пленок было выполнено совместно с
к.физ.-мат.н. Серовым С.В. (АО «ГОИ им. С.И. Вавилова»), ИК-спектральные измерения
проведены при участии м.н.с. Кужакова П.В. (АО «ГОИ им. С.И. Вавилова»). Научному
руководителю принадлежит постановка работы, определение целей и задач исследования,
помощь в формулировании защищаемых положений и советы в проведении математического
моделирования разворота директора нематических ЖК. На защиту вынесены только те
положения и результаты, в получении которых роль автора была определяющей.
6
Методология и методы исследования
В диссертационной работе применялся электрооптический метод исследования
перехода Фредерикса в ЖК, метод ИК-спектроскопии, метод динамической голографии,
использовалось численное моделирование в программной среде MATLAB и математический
численный метод конечных разностей.
Выносимые на защиту положения:
1. Введение сенсибилизаторов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в полиимидные
органические матрицы формирует межмолекулярный комплекс с переносом заряда:
трифениламиновый фрагмент органической молекулы-квантовая точка, в котором КТ
выступает в роли межмолекулярного акцептора. При концентрации квантовых точек
CdSe/ZnS в количестве более 0,03 вес.% проявляется смещение положения длинноволновой
границы спектра вплоть до λ = 1190 нм.
2. Введение комплексов трифениламиновый фрагмент полиимидной молекулыквантовая точка CdSe/ZnS в нематические жидкокристаллические среды сокращает время
разворота ЖК-молекул до 1 мс и менее.
3. Введение сенсибилизаторов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в нематические
жидкокристаллические среды сокращает величину динамической вязкости более чем на 10%,
по сравнению с чистыми ЖК. Динамика изменения вязкости коррелирует с изменением
электрооптических откликов ЖК с квантовыми точками.
4. Введение квантовых точек CdSe/ZnS с концентрацией в диапазоне 0,003 ÷ 0,3 вес.% в
полиимидные органические матрицы изменяет подвижность носителей заряда на порядок, в
сравнение с чистыми полиимидными композитами.
5. Введение квантовых точек в количестве 0,003 вес.%, в полиимидные органические
матрицы, изменяет cветоиндуцированную добавку к показателю преломления, на порядок, в
cравнение с чистыми полиимидными композитами.
6.
Установлена
корреляция
между
изменением
фоторефрактивных
и
фотопроводниковых характеристик полиимидных матриц с квантовыми точками; показано,
что рассчитанные значения нелинейной рефракции и нелинейной кубичной
восприимчивости для полиимидных систем с КТ находятся в диапазоне: n2 ~10-8 − 10-7
cм2×кВт-1 и χ3 ~ 10-10 − 10-9 см3×эрг-1, и превышают таковые значения для исходных
матричных полиимидов.
Степень достоверности и апробация результатов. Полученные в диссертации
экспериментальные результаты не противоречат друг другу, подтверждаются дополнительно
теоретическими расчетами, численным моделированием в программной среде MATLAB.
Степень их достоверности подтверждается публикациями в журнальных статьях и
обсуждением на российских и международных конференциях, таких как:
- 19th European Conference on Diamond, Diamond-like materials, Carbon Nanotubes, and
Nitrides, г. Сиджес, Испания, 2009;
- Всероссийская школа-конференция «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные
нанокомпозиты», г. Москва, 2009;
- 14th International Conference "Laser Optics 2010", г. Санкт-Петербург, 2010;
- 10th Young Researchers’ Conference, г. Белград, Сербия, 2011 (награждена дипломом за
актуальность и оригинальность исследования);
- VII Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика-2011», г.
Санкт-Петербург, 2011;
- Международный форум «Будущее авиации за молодой Россией», г. Жуковский, г.
Москва, 2011, 2012 (медаль 2 и 3 степени в категории «Аспирант»);
- 1-ая, 2-ая, 3-ья конференции «Будущее оптики», г. Санкт-Петербург, 2012, 2013, 2014;
- 9-ый международный форум "Оптические системы и технологии", Optics-expo 2013",
г. Москва 2013.
7
Стоит упомянуть, что соискатель является победителем молодежной программы
«УМНИК»,
с
проектом,
соответствующим
теме
диссертации:
«Создание
жидкокристаллических аналогов дисплейных элементов при изучении процессов
наноструктуривания ЖК-среды» (2009-2010 гг.); участником конкурса «Углеродные
нанотрубки – нераскрытые возможности», г. Новосибирск, 2011 г; награждена почетным
дипломом Оптического Общества им. академика Д.С. Рождественского (диплом № 225) за
выполнение
комплекса
работ
по
наноструктурированию
электрооптической
жидкокристаллической среды квантовыми точками. Соискатель проходила месячную
стажировку в физико-химической лаборатории города Лион, Франция и в Силезском
Технологическом Университете города Гливице, Польша, занимаясь изучением механизмов
влияния золотых частиц на время жизни флюоресценции красителя люцефера желтого.
Изучения
влияния
структурирования
полимерных
матриц
инновационными
сенсибилизаторами привнесли новые знания и были полезны соискателю для написания
настоящей работы.
Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 16 печатных
работах: [1, 3-8] – журнальные статьи на русском языке из перечня российских
рецензируемых научных журналов; [2] – патент на изобретение; [9-13] – журнальные статьи
на английском языке, входящие в систему Web of Science, Scopus; [14-16] – статьи в
сборниках конференций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения,
приложений А, Б, В. Список использованной литературы содержит 94 наименования. Текст
диссертации содержит 121 страницу машинописного текста, включая 59 рисунков и 9
таблиц.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность
темы диссертационной
работы,
сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность
работы, изложены основные положения, которые выносятся на защиту.
В первой главе описаны основные физико-химические, электрооптические свойства
изучаемой жидкокристаллической мезофазы. Представлен краткий обзор проблемы
инерционности нематических жидких кристаллов и показана необходимость поиска новых,
качественных способов по улучшению динамических свойств ЖК. Даётся основное
уравнение движения директора ЖК (единичного вектора, характеризующего направление
преимущественной ориентации ансамбля ЖК-молекул) под действием внешнего
электрического поля. Рассматриваются оптические свойства КТ, методы их введения в
органические среды. Из литературных данных, приводятся значения величины сродства к
электрону для КТ CdSe/ZnS, что важно для создания на их основе эффективных
межмолекулярных комплексов с переносом заряда. Квантовые точки CdSe/ZnS имеют
сродство к электрону приблизительно в 3 раза больше, чем у большинства органических
внутримолекулярных
акцепторов
донорно-акцепторных
систем.
Это
делает
полупроводниковые частицы достаточно перспективными объектами для сенсибилизации
органических матриц. Анализируются опубликованные в литературе экспериментальные и
теоретические работы, посвященные введению различных наночастиц (фуллеренов, УНТ,
КТ) в жидкокристаллические и полимерные матрицы. Из литературы устанавливается
предпочтительный концентрационный диапазон вводимых полупроводниковых частиц.
Во второй главе описываются объекты исследования, рассматриваются методы
изготовления образцов, приводятся экспериментальные устройства и схемы измерительных
установок, применяемые в работе.
Выбранные для сенсибилизации полупроводниковые квантовые частицы CdSe/ZnS
были синтезированы химическим методом российскими разработчиками из «НИИ
Прикладной Акустики» «Нанотех - Дубна». Использовались в виде растворов в
тетрохлорэтане (ТХЭ) с малой весовой концентрацией частиц с целью не вызвать их
8
агрегацию, выпадение в осадок и для получения, при их дальнейшем введении в полимерную
среду и ЖК-мезофазу, однородной структуры изучаемых композитов. КТ имели положение
длинноволнового максимума светопоглощения при λ ~ 550 нм.
В качестве полимерного материала был использован фоточувствительный полиимид 6B
отечественного производства, который имел максимум в спектре поглощения в области ~
380-400 нм, а в спектре люминесценции - около 520 нм. Раствор частиц CdSe/ZnS в ТХЭ
вводился в раствор ПИ в определенном соотношении для формирования комплекса:
донорный трифениламиновый фрагмент полиимида 6 B–квантовая точка. Приготовленная
композиция методом центрифугирования наносилась на стеклянные подложки в виде тонкой
пленки для измерения дифракционной эффективности по схеме четырёх-волнового
смешения лазерных пучков, и проводились серии измерений ВАХ тонких пленок. В
последнем случае на подложку наносился оксид индия-олова (сокращенное английское
обозначение ITO) и золотой контакт. На рисунке 1 показана фотография изготовленного
образца для измерения ВАХ:
Рисунок 1 - Полиимидная пленка толщиной 1-3 мкм нанесена на стеклянную подложку,
предварительно покрытую токопроводящим ITO контактом, с верхним золотым контактом.
К токопроводящим контактам образца прикладывалось напряжение в диапазоне 1÷70
В; измерялись величины темнового тока и фототока, возникающего при освещении
исследуемой структуры лампой накаливания на лабораторной установке по измерению ВАХ
наноструктурированных полиимидных структур. На основе измеренных вольт-амперных
данных рассчитывались относительные значения подвижности носителей заряда по закону
Чайлда-Ленгмюра, применимого для органических высокомолекулярных систем с
изначально малой подвижностью носителей заряда:
   1013
Id 3
,
V 2
(1)
где μ' – подвижность носителей заряда, I – плотность тока, d – толщина исследуемой
пленки, ε – диэлектрическая проницаемость, V – приложенное напряжение.
В качестве жидкокристаллических сред были выбраны нематические ЖК из класса
цианобифенилов с положительной величиной оптической (Δn) и диэлектрической (Δε)
анизотропией. В объём ЖК добавлялся сформированный комплекс: органический донор КТ. Соотношение вводимого комплекса в ЖК было 1:10. Для измерения временных
характеристик наносенсибилизированных ЖК-структур изготавливались специальные
конструкции - ЖК-ячейки. Они представляли собой многослойную структуру: две
полированные стеклянные подложки, на каждой из которых нанесен слой прозрачных
электродов, ориентирующий слой и слой ЖК между ними. Внешний вид ЖК-ячейки и ее
конструкция показаны на рисунках 2 и 3 соответственно:
Рисунок 2 – ЖК-ячейка для исследований временных характеристик
9
Рисунок 3 – Конструкция ЖК-ячейки:
1 – стеклянные подложки; 2 – прозрачные проводящие электроды; 3 – ориентирующее
покрытие; 4 – тефлоновые прокладки; 5 – слой ЖК с донорно-акцепторным комплексом
Исследования временных характеристик ЖК основывались на реализации эффекта
Фредерикса, а именно на изменении ориентации директора ЖК в электрическом поле. Для
этого ЖК-ячейку с исходной планарной ориентацией молекул помещали в
экспериментальную установку, между скрещенным поляризатором и анализатором, рисунок
4. К токопроводящим слоям ячейки прикладывалось напряжение питания в форме
прямоугольных импульсов с амплитудой (А) 15 - 30 В, длительностью (τsup) от 1 до 7 мс,
частотой следования импульса (1/T) 10 - 25 Гц. Вследствие изменения оптической
анизотропии при переориентации ЖК-молекул под действием электрического поля из
исходного планарного в гомеотропное положение регистрировалось изменение пропускания
излучения гелий-неонового лазера, прошедшего через исследуемый образец. Время
включения в ЖК-образцах определялось по изменению пропуская излучения от уровня 0,1
до уровня 0,9, время выключения - от максимального его значения до уровня 0,1.
Рисунок 4 – Схема измерительной установки: 1 – He-Ne лазер (λ = 633 нм), 2 – поляризатор,
3 – ЖК-ячейка, 4 – анализатор, 5 – фотодиод, 6 – осциллограф, 7 – генератор импульсов
Интенсивность пропускания света, прошедшего через слой ЖК и анализатор,
описывалось формулой:

I  I 0 sin 2 2 0 sin 2 (
),
(2)
2
где I 0 - это интенсивность падающего на ячейку линейно поляризованного света,  0 угол между вектором поляризации падающего луча и исходным направлением директора
НЖК,  - фазовая задержка между необыкновенным и обыкновенным лучами. Согласно
формуле (2) максимальное значение интенсивности пропускания света достигается при
угле  0 = 45°.
10
Для измерения спектра пропускания изучаемых ПИ структур использовался ИК-Фурье
спектрометр «ИнфраЛЮМ ФТ-10»; для оценки вязкости - вискозиметр SV-1A фирмы «A&D
Company Limited». Измерялась динамическая вязкость сенсибилизированных и чистых
нематических ЖК.
В третьей главе показаны предварительные и основные результаты проводимого
исследования по изучению процесса наноструктурирования жидкокристаллической
мезофазы и модельной полиимидной матрицы 6 B полупроводниковыми КТ CdSe/ZnS с
обсуждением и объяснением полученных данных.
1. В рамках предварительного исследования было проанализировано основное
уравнение динамики жидких кристаллов на основе гидродинамической теории ЭриксенаЛесли. На его основе было проведено математическое моделирование разворота ЖКмолекул под действием электрического поля с помощью программы MATLAB. Ось
координат z располагалась перпендикулярно поверхности подложки ЖК-ячейки. Угол
отклонения директора от исходного планарного в гомеотропное положение обозначался
углом рисунок 5:
Рисунок 5 – Исходная планарная укладка молекул в ЖК-ячейке (слева); укладка молекул
после приложения электрического поля

E
(справа);  - угол разворота директора n0
Тогда выражение для движения директора записывалось в виде:
γ1
θ
 2θ
 θ  Δε
= К11cos 2θ + K 33sin 2θ 2 + K 33  K11  sinθcosθ   + E 2sinθcosθ (3)
t
z
 z  4π


2
Из уравнения (3) видно, что движение директора представляет собой баланс всех
моментов сил, возникающих в единице объема ЖК: вязких сил с коэффициентом вязкости γ1,
упругих с модулями упругости K11 и К33, а также в нем учитывается взаимодействие

электрического поля E с диэлектрической анизотропной средой. Математическое
моделирование проводились с помощью универсального численного метода конечных
разностей, когда временной отрезок и толщина ЖК-слоя разбивались на малые участки ∆t и
∆z, соответственно. В качестве граничных условий задавалось условие «жёсткой» связи
молекул с поверхностью подложки. Значения начального угла наклона ЖК-молекул θ0
варьировалось от 1 до 10. Были приняты следующие упрощения: все модули упругости

равны, К11 = K33; поле E носит стационарный характер; диэлектрическая анизотропия
Δε = ε //  ε  0 является постоянной величиной, не зависит от координаты z; обратный
гидродинамический поток не учитывался. Тогда распределение директора в каждый момент
времени t, описывалось упрощенным уравнением:
Δε Δt 2
K  Δt
θi j+1 = θi j + c  (θi j 1  2θi j + θi+j 1 ) +
 E sinθi j cosθi j , где c =
(4)
(ΔΔz2  γ1
4π γ1
11
Расчеты проводились с использованием следующих параметров: модуль упругости
K = 0,7∙10-6 дин; динамическая вязкость
γ = 0,1 П; толщина ЖК-слоя d = 10 мкм;

E
напряженность электрического поля
= 107 В∙м-1 = 33 СГС единиц; диэлектрическая
анизотропия Δε = 12, выбирались разные значения начального углах наклона: θ0 = 1, θ0 =
6 и θ0 = 10, интервал разбиения: Δz = 25, 50, 100 точек. На рисунках 6, 7 показаны
некоторые результаты моделирования эволюции угла :

Рисунок 6 - Моделирование эволюции директора n под действием электрического поля в ЖКячейке S-конфигурации при начальном угле наклона θ0 = 6.
2 , 23 – углы отклонения для молекул вблизи доменных стенок, 10 - угол отклонения для
молекул в центре ЖК слоя, при 25 точках разбиения по толщине ЖК слоя

Рисунок 7 - Моделирование эволюции директора n под действием электрического поля в
ЖК-ячейке S-конфигурации; при начальном угле наклона  0 = 10,1.
2, 48 – углы отклонения для молекул вблизи доменных стенок, 25 - угол отклонения для
молекул в центре ЖК слоя, при 50 точках разбиения по толщине ЖК слоя
В результате числового математического моделирования с использованием уравнения
(4) было получено, что время разворота ЖК-молекул находится в диапазоне значений от
0,9 мс до 0,5 мс, (на представленном выше примере, молекулы разворачивались за ~ 0,8 и 0,5
мс). Было получено, что у молекул, расположенных близко к стенкам ячейки, разворот
директора происходит на неполный угол , в то время как, у молекул в центре слоя разворот
12
директора происходит, согласно моделированию, на угол  = 90. Это хорошо согласуются с
реальной ситуацией и с выражением для аппроксимации свободной поверхностной энергии,
предложенной Рапини, в котором определяется превалирование азимутальной энергии
сцепления при планарном случае. При увеличении начального угла наклона θ0 от 1 до 10,
было установлено, что время разворота директора ЖК уменьшалось.
2. Экспериментальные исследования по измерению временных характеристик
показали, что введение сенсибилизаторов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в
нематические ЖК сокращает их отклик на внешнее воздействие – электрическое поле,
подаваемое в форме прямоугольных импульсов к токопроводящим прозрачным контактам
жидкокристаллической ячейки до 1 мс при толщине ЖК-слоя ~ 4 мкм. Общий вид
осциллограммы, показывающей процесс скоростного переключения сенсибилизированной
квантовыми точками ЖК-мезофазы, приведен на рисунке 8. Времена нарастания
электрооптического отклика определялись по первой осцилляции пропускания, четко
фиксировался переход в соседнее экстремальное положение, что соответствовало изменению
фазовой задержки на π.
Рисунок 8 - Осциллограмма электрооптического отклика изучаемой ЖК-структуры с
комплексами на основе КТ (одна клетка по оси x соответствует 0,1 мс)
Из рисунка 8 видно, что отклик, определяемый временем включения и выключения
ЖК-ячейки с квантовыми точками, составляет 0,4 мс. Стандартные времена переключения
для нематических смесей толщиной 4 ÷ 10 мкм лежат в диапазоне 5 ÷ 10 мс, см., например,
данные Samsung: http://www.astera.ru/displaynews/?id=48635.
Временные характеристики нематических ЖК связаны с изменением коэффициента
вращательной динамической вязкости соотношением:
t
d2
2

 1эф
К11
,
(5)
где  1эф – эффективный коэффициент вращательной вязкости, d – толщина ЖК-слоя, K11 –
модуль упругости, t – время релаксации молекул после выключения поля.
Тогда при модуле упругости K11 = 10-6 дин, времени релаксации ~ 0,2 мс, толщине ЖКслоя d = 4 мкм, значения эффективного коэффициента вращательной вязкости γ1эф составило
0,50 П.
В результате измерений с помощью синусоидального вискозиметра SV-1A
динамической вязкости чистых ЖК смесей и ЖК с КТ CdSe/ZnS при концентрации
последних ~ 0,1 вес.% было получено: для чистого ЖК значение динамической вязкости
составило ηжк = (0,75 ± 0,04) П; для жидких кристаллов с добавлением 0,1 вес.% КТ ηжк+кт =
(0,62 ± 0,03) П. То есть экспериментально зафиксировано уменьшение значений
динамической вязкости (η) для ЖК с КТ. Справочные значения коэффициентов Лесли лежат
13
в диапазоне 10-2 ÷ 10-1 П в зависимости от вида ЖК. Значение γ1 для жидких кристаллов
МББА при Т 25°C составляет 0,77 П.
3. Как и ожидалось из предположения о формировании межмолекулярных
комплексов между донорной частью ПИ и КТ, в спектрах пропускания в ИК-области для
полиимидных пленок с квантовыми точками CdSe/ZnS, при варьировании концентрации
вносимых нанообъектов, наблюдаются изменения. Из рисунка 9 видно, что максимумы
пропускания смещаются на длину волны λ = 1190 нм для органической матрицы с
содержанием 0,03 вес.% КТ (кривая №3) и 0,3 вес.% КТ (кривая №4). Максимумы ИКпропускания чистого ПИ и ПИ с очень малой концентрацией КТ 0,003 вес.% находятся на
длине волны λ = 1178 нм. То есть, наблюдается небольшой сдвиг в ближней ИК-области
спектра для ПИ с концентрацией КТ более 0,03 вес.%.
Рисунок 9 - Спектры пропускания: 1– чистый ПИ; 2- ПИ с 0,003 вес.% КТ;
3- ПИ с 0,03 вес.% КТ; 4 - ПИ с 0,3 вес.% КТ
Расчет ожидаемого положения пика светопоглощения после межмолекулярного
комплексообразования был сделан на основе следующего соотношения из книги Ванников
А.В., Гришина А.Д., Фотохимия полимерных донорно-акцепторных комплексов, Москва:
Наука, с. 261, 1984:
(6)
h  I D  E A  W ,
где h - квант света, активирующий систему; ID =6,5 эВ - энергия ионизации донора; EAсродство к электрону акцептора; W= 1,5 эВ - энергия поляризации связей. Рассчитанное
значение сдвига в спектрах поглощения составило λрас = 1240 нм. При этом известно, что
смещение спектра на 50-100 нм приводит к увеличению подвижности носителей зарядов
органических систем на порядок.
4. Измерения вольт-амперных характеристик в полиимидных пленках с КТ CdSe/ZnS
выявили рост токовых параметров на порядок и более. Рассчитанные по формуле 1
относительные значения подвижности носителей заряда, показали, по крайней мере, на
порядок и более, увеличение данного параметра при введении квантовых точек в количестве
0,3 вес.% и менее, что чётко коррелирует со спектральным сдвигом в ИК-области. Расчеты
проводились при толщине пленки d = 2 мкм; диэлектрической проницаемости ε = 3,3;
контактной площадке с диаметром верхнего электрода ~ 2 мм.
Относительное увеличение подвижности носителей заряда в тонких пленках
полиимида с 0,3 и 0,03 вес.% КТ по отношению к несенсибилизированным образцам в
зависимости от прикладываемого напряжения от 0 до 70 В дано на рисунке 10:
14
1 - 6B+0.03 BEC.% KT
2 - 6B+0.3 BEC.% KT
240
2
220
200
1
, o.e.
180
160
140
120
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
U, B
Рисунок 10 - Относительное увеличение подвижности носителей зарядов в тонких пленках
полиимида по отношению к несенсибилизированным образцам в темновом состоянии в
зависимости от прикладываемого напряжения:
1 – ПИ + 0,03 вес.% КТ;
2 – ПИ + 0,3 вес.% КТ
Выборочные прямые экспериментальные данные измерения ВАХ при световой
засветке чистых полиимидных образцов, с добавлением квантовых точек CdSe/ZnS, а также
углеродсодержащих нанообъектов, даны в таблице 1.
Таблица 1 - ВАХ тонких пленок фоточувствительного полиимида 6B (ПИ),
сенсибилизированного нанообъектами: квантовыми точками CdSe/ZnS, фуллеренами C70, и
УНТ
Прикладываемое
напряжение, В
ПИ
0
1
10
20
30
2,810-12
~10-12
7,010-11
1,410-10
2,510-10
Сила тока, A, при световой засветке
ПИ+менее 0,03 вес.
ПИ+0,2 вес. %
% КТ
C70
4,310-12
ПИ+0,1 вес. %
УНТ
~ 10-4 - 10-3
~ 10-9 - 10-8
1,110-10
3,710-10
8,010-10
Сравнение с данными для углеродосодержащих частиц показывает, что
фотопроводниковые свойства тонкопленочных полиимидов, содержащих очень малую
концентрацию КТ (менее 0,03 вес. %) лучше, чем для фуллеренов C70 с концентрацией 0,2
вес.%, но, хуже, в сравнении с УНТ, по-видимому, за счёт существенного оттока электронов
от остова УНТ.
Следует отметить, что проводились и независимые альтернативные измерения ВАХ в
ФТИ им. А.Ф. Иоффе, которые подтвердили рост токовых параметров в полиимидных
тонких пленках с квантовыми точками CdSe/ZnS на порядок и более. Кроме того, было
зарегистрировано достаточно приемлемое максимальное значение интегральной
чувствительности 0,01 А×Вт-1 для образца с 0,03 вес.% КТ в полиимидной структуре при
15
напряжении смещения U=20 В, при поперечном протекании фототока между золотым
электродом и ITO контактом. Заметим, например, что выпускаемые фирмой Vishay
кремнивые фотодиоды BPW 24 R имеют максимальную чувствительность 0,6 А×Вт-1 при U=5
В, λ = 870 нм. Однако данные системы существенно превосходят по толщине изучаемые в
настоящей работе тонкоплёночные материалы.
Объяснение результатов
Спектральные изменения в ПИ пленках при введении сенсибилизаторов на основе
квантовых точек CdSe/ZnS, увеличение в этих структурах подвижности носителей заряда, а
также полученное ускорение переориентации молекул ЖК, содержащих комплексы с КТ,
объясняется формированием эффективных комплексов с переносом заряда между донорным
фрагментом полиимидной матрицы и квантовой точкой. Это объяснение строится
соискателем для полупроводниковых квантовых точек, введенных в полиимидную матрицу,
на основе теории д.физ.-мат.н. Каманиной Н.В. для фуллеренсодержащего комплекса.
Основная идея заключается в том, что введение квантовых точек приводит к
увеличению как числа переносимых носителей, так и безбарьерного пути переноса заряда
при движении носителей от донорного фрагмента органической молекулы не на ее
внутримолекулярный акцепторный фрагмент, а на межмолекулярный акцептор –
нанообъект. Квантовая точка обладает значительно бóльшим значением сродства к
электрону, чем у акцепторной части выбранной органической молекулы (для сравнения, 1,1 1,4 эВ – сродство к электрону у диимидного внутримолекулярного акцептора полиимида, 3,8
÷4,6 эВ – сродство к электрону у КТ) и оттягивает электроны на cебя, делокализуя их вблизи
нанообъекта. На рисунке 11 показана модель передачи носителя заряда от донора
органической молекулы к квантовой точке.
Рисунок 11 – Модель перехода носителей заряда с внутримолекулярного донора
органической молекулы на квантовую точку
В результате формируется бóльший дипольный момент, возникает бóльшая дипольная
поляризуемость и макрополяризация системы в целом.
Эту логическую взаимосвязь можно показать следующим образом: дипольный момент
(µ) прямо пропорционален дипольной поляризуемости среды (α n) (см. формулу 7), а
дипольная поляризуемость среды связана с нелинейной восприимчивостью χ(n)
соотношением (см. формулу 8), поляризация среды (P) пропорциональна оптической
восприимчивости (χ(n)) (см. формулу 9):
   ( n) E
(7)
(n)
(n)
   / ,
(8)
(n)
P   E,
(9)
где
µ – дипольный
момент, αn – дипольная поляризуемость среды; ν– объем

элементарной ячейки, E – напряженность электрического поля световой волны.
16
Применительно к ускорению разворота молекул жидкого кристалла с КТ, механизм
следующий: КТ доминируют над внутримолекулярным акцептором органической молекулы
за счет большого значения величины сродства к электрону и увеличения пути переноса
заряда, а значит, увеличивается и дипольный момент этого комплекса. Система НЖК +
комплекс за счет большего дипольного момента локального микрообъема быстрее реагирует

E.
на внешнее воздействие поля
То есть локальная поляризуемость α(n) единицы объема
среды становится для такой среды больше. Поскольку локальная поляризуемость α(n)

пропорционально поляризации P , последняя тоже увеличивается, вызывая уменьшение
времени, требуемого для разворота молекул ЖК под действием электрического или другого
поля. То есть, больший дипольный момент (за счет создания межмолекулярного КПЗ)
приводит к более быстрой реакции молекул ЖК на возбуждающее воздействие
электрического поля в локальных участках среды, и молекулы ЖК выстраиваются по полю
быстрее, поскольку, поляризация среды тоже становится больше.
Действительно, анализ спектра пропускания исследуемой полиимидной системы
позволил выявить новые, не характерные для чистого полиимида, максимумы на длине
волны λ = 1190 нм для органической матрицы с 0,03 и 0,3 вес.% квантовых точек CdSe/ZnS.
С другой стороны, введение квантовых точек CdSe/ZnS с концентрацией в диапазоне 0,003 ÷
0,03 вес.% в полиимидные матрицы привело к увеличению на порядок и более подвижности,
а значит и проводимости носителей заряда. Отмечу, что в полиимидных системах
проводимость, в первую очередь, зависит не от концентрации носителей, а от их
подвижности, поэтому акцент в работе был сделан именно на изучении этого параметра.
Напомним, что альтернативные измерения, проводимые в ФТИ им. А.Ф. Иоффе,
подтвердили рост токовых параметров в полиимидных пленках с КТ CdSe/ZnS. Для образца с
0,03 вес.% КТ в полиимидной матрице было получено достаточно приемлемое максимальное
значение интегральной чувствительности 0,01 А×Вт-1 при напряжении смещения U=20 В, в
сравнении с фоточувствительностью кремниевых фотодиодов и полимерных пленок с
фуллеренами C60.
Таким образом, между спектральными и фотопроводниковыми свойствами
исследуемых структур найдена корреляция. Изменение подвижности носителей заряда в
сенсибилизированных
КТ
полиимидных
пленок
не
противоречит
процессу
межмолекулярного комплексообразования, и может быть связано с увеличением длины пути
безбарьерного переноса заряда за счет перехода электрона не на внутримолекулярный
акцепторный фрагмент полимидной молекулы, а на КТ с высоким сродством к электрону, на
уровне 3,8-4,2 эВ, в отличие от диимидного внутримолекулярного акцепторного фрагмента в
полиимиде, на уровне 1,1-1,4 эВ.
5. Следуя вышеизложенным рассуждениям, дальнейшим шагом проводимых
исследований стало определение светоиндуцированного изменения показателя преломления
(Δni) в полиимидной пленке с КТ CdSe/ZnS, связанного с предполагаемым изменением
нелинейной восприимчивости χ(n). Для этого из экспериментальных данных по измерению
дифракционной эффективности при облучении композита второй гармоникой
наносекундного неодимового лазера на пространственных частотах 90-100 мм-1
рассчитывались значения наведенного изменения показателя преломления (∆ni), с
использованием соотношения:
η = I1 / I0 = (πΔnid / 2λ),
(10)
где η – дифракционная эффективность; I1 – интенсивность излучения в первом порядке
дифракции; I0 – интенсивность падающего излучения; ∆ni – наведенное изменение
показателя преломления; d – толщина пленки; λ – длина волны излучения лазера.
Рассчитанное по формуле (10) значение наведенного изменения показателя
преломления ∆ni , с учётом значения дифракционной эффективности на уровне 0,03 %, для
17
полиимидов с КТ CdSe/ZnS малой объемной концентрации, составило ∆ni = 2∙10-3. Из
экспериментально определенных данных величин фоторефрактивного отклика были
вычислены значения нелинейной рефракции (n2) и кубичной нелинейной восприимчивости
(3) при использовании соотношений:
n2=∆ni/I,
n2=16π 
2 (3)
(11)
/ n0c
(12)
где I – интенсивность излучения, no – линейный показатель преломления среды, с – скорость
света.
Пересчёт, согласно (11) и (12) на коэффициент нелинейной рефракции, n2, и кубичной
нелинейной восприимчивости, (3), ответственной за изменение локальной поляризации
единицы объёма среды, показал, что нелинейные характеристики полиимида с КТ CdSe/ZnS
составляют n2 ~10-8 - 10-7 см2кВт-1 и (3) ~ 10-10 -10-9 см3×эрг-1, что превышают таковые
значения для чистых матричных полиимидов и сравнимы с аналогичными величинами для
объёмного кремния.
Были проведены теоретические расчеты для различных органических сопряженных
материалов с внутримолекулярным донорно-акцепторным взаимодействием (полиимиды,
пиридины, пролинолы, полианилины, др.) с представлением дифракционной эффективности
тонкой фазовой голограммы (η) в виде разложения функции Бесселя 1-го рода:

  J 2 (
),
(13)
2
где J α - функция Бесселя 1-го рода порядка α, ∆Ф = ∆Φmax−∆Φmin – глубина фазовой
модуляции решетки, ∆Φmax – максимальная величина фазовой задержки при засветке
структуры записывающим излучением, ∆Φmin – минимальная величина фазовой задержки
при нулевой интенсивности.
Разложение функции Бесселя 1-го порядка (α = 1) в виде степенного ряда, для разных
значений (k = 0, 1, 2, …) и при x = ∆Ф/2 = πd∆n/λ:
3
5
1 
1 
 x
 x
1
2 
2 
(14)
J 1 ( х)  x  

...
2
1!2!
2!3!
 d 
 d 
 d 
2
4
6
  0,25  
 n  0,0625  
 n  0,0065  
 n ... (15)









2
4
6
Нелинейная добавка к показателю преломления n, бралась в диапазоне
(0,05÷0,9)×10-3, основываясь на результаты литературного поиска, значение длины волны
подставлялось λ = 0,532 мкм, толщина d слоя в диапазоне (1÷10) мкм.
В результате расчетов было получено, что величины дифракционной эффективности η
для различных органических сопряженных материалов с внутримолекулярным донорноакцепторным взаимодействием (полиимиды, пиридины, пролинолы, полианилины, др.)
имеют значения η < 0,07 %.
Сравнивая экспериментальные значения дифракционной эффективности для
исследуемой структуры с КТ (ηКТ = 0,03%) с рассчитанными значениями дифракционной
эффективности для органических сопряженных материалов, видно, что данные достаточно
хорошо согласуются.
18
Основные выводы по диссертации следующие:
1. Проведено фундаментальное многостороннее исследование динамических откликов
оптических органических материалов: жидких кристаллов и полиимидов с
полупроводниковыми квантовыми точками CdSe/ZnS. Показана перспективность
использования процесса наноструктурирования объёма электрооптических и полимерных
материалов полупроводниковыми квантовыми точками CdSe/ZnS. Сенсибилизация
вышеуказанных материалов квантовыми точками является довольно простым
технологическим методом, который приводит к улучшению их временных,
фотопроводниковых и фоторефрактивных свойств.
2. Установлено, что введение комплексов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в ЖКматрицы сокращает отклик ЖК-молекул до 1 мс и менее на внешнее электрическое
воздействие. Наблюдается корреляция между сокращением временных характеристик в
исследованных ЖК-структурах с нанообъектами в виде КТ CdSe/ZnS и уменьшением
динамической вязкости наноструктурированной мезофазы. В этой связи стоит отметить, что
проблема инерционности нематических ЖК-молекул может быть решена качественным
методом, с использованием процесса наноструктурирования объёма электрооптических
матриц, а не традиционными количественными методами. В целом, в перспективе,
появляется возможность разработать отечественные конкурентоспособные устройства на
основе структурированных сенсибилизаторами жидкокристаллических матриц для
дисплейной, лазерной техники.
3. В работе дано теоретическое объяснение механизмам влияния квантовых точек на
динамические отклики изучаемых оптических органических материалов. Введение
сенсибилизаторов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в полиимидные органические
матрицы формирует межмолекулярный комплекс с переносом заряда: трифениламиновый
фрагмент органической молекулы-квантовая точка, в котором КТ выступает в роли
межмолекулярного акцептора. Основная идея заключается в том, что при этом
увеличивается число носителей заряда и создается бóльший дипольный момент в среде, что
обусловлено увеличенным путём безбарьерного переноса заряда и высоким сродством к
электрону вводимых нанообъектов на основе квантовых точек. Структурирование
квантовыми точками приводит к увеличению локальной поляризации единицы объема
среды.
4. Показано, что введение сенсибилизаторов на основе квантовых точек CdSe/ZnS в
полиимидные матрицы проявляется в смещении положения их длинноволновой границы
вплоть до λ = 1190 нм, что свидетельствует о процессе межмолекулярного
комплексообразования между молекулой нанообъекта и донорной частью полиимидной
структуры.
5. На основе экспериментальных вольт-амперных характеристик, подтвержденных
альтернативными измерениями в ФТИ им. А.Ф. Иоффе, в изучаемых образцах установлено,
что введение квантовых точек CdSe/ZnS в полиимидные органические матрицы с
концентрацией в диапазоне 0,003-0,3 вес.% вызывает рост токовых параметров и
увеличивает на порядок и более подвижность носителей заряда, что дополняет теоретическое
объяснение о межмолекулярном комплексообразовании при добавлении полупроводниковых
частиц.
6. Выявлена корреляция между изменением фотопроводниковых и фоторефрактивных
характеристик исследуемых полиимидных систем с КТ; показано, что введение КТ в
количестве 0,003 вес.% в полиимидные органические матрицы изменяет индуцированную
светом добавку к показателю преломления на порядок, по cравнению с исходными
полиимидными композитами. Значения нелинейной рефракции и нелинейной кубичной
воcприимчивости для полиимидных систем с КТ, были рассчитаны и составили: n2 ~10-8 ÷
10-7 cм2×кВт-1 и χ3 ~ 10-10 ÷ 10-9 см3×эрг-1, что превышают таковые значения для чистых
матричных ПИ.
19
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:
1.
Шурпо, Н.А. Влияние полупроводниковых квантовых точек CdSe/ZnS на динамические
свойства нематической жидкокристаллической среды / Н.А. Шурпо, Н.В. Каманина, М.С. Вакштейн
// Письма в ЖТФ/ – 2010. – Т.36. – В.7. – С. 54-59. 0.37/0.25 п.л.
2.
Жидкокристаллический пространственно-временной модулятор света на основе комплекса
полиимид-квантовые точки CdSe(ZnS), CdS/ZnS, InP/ZnS для дисплейной, телевизионной техники и
систем переключения лазерного излучения / Н.В. Каманина П.Я. Васильев, Н.А. Шурпо // Патент на
изобретение. –RUS 2459223 – 01.07.2011 0.44/0.25 п.л.
3.
Шурпо, Н.А. Наноструктурированные покрытия и рельеф для ЖК-элементов на основе
углеродных нанотрубок / Н.А. Шурпо, С.В. Лихоманова, С.В. Серов, Д.Н. Тимонин, П.В. Кужаков //
Вестник РГАТУ. – 2011. – №2 (20). ― С.47-50. 0.19/0.13 п.л.
4.
Каманина,
Н.В.
Светоиндуцированное
изменение
показателя
преломления
в
наноструктурированных полиимидных системах с шунгитами / Серов С.В., Н.А. Шурпо, Н.Н.
Рожкова // Письма в ЖТФ. –2011. – Т.37. Вып.20. –С.16-22. 0.44/0.06 п.л.
5.
Шурпо, Н.А. Наноструктурированные материалы: перспективы практического использования
/ Н.А. Шурпо, С.В. Лихоманова, С.В. Серов, П.В. Кужаков, А.А. Кухарчик и др. // Вестник РГАТУ. –
2012. – № 2 (23). С.34-37. 0.25/0.13 п.л.
6.
Шурпо, Н.А. Некоторые свойства нанокомпозитов с полупроводниковыми квантовыми
точками / Н.А. Шурпо, Н.В. Каманина, Д.В. Тимонин // Наносистемы: физика, химия, математика –
2012. – №3 (2). С. 85-89. 0.31/0.25 п.л.
7.
Каманина, Н.В. Структурные, спектральные и фоторефрактивные свойства нано и
биоструктурированных органических материалов, включая жидкие кристаллы / Н.В. Каманина, Ю.А.
Зубцова, Н.А. Шурпо, С.В. Серов, А.А. Кухарчик, П.В. Кужаков // Жидкие кристаллы и их
практическое использование. – 2014. – Т. 14. № 1. С. 5-12. 0.50/0.08 п.л.
8.
Каманина, Н.В. Влияние процесса структурирования объёма и поверхности материалов,
включая жидкие кристаллы, на спектральные, структурные и фоторефрактивные свойства / Н.В.
Каманина, А.А. Кухарчик, П.В. Кужаков, Ю.А. Зубцова С.В. Лихоманова, Шурпо Н.А. и др. //
Вестник МГОУ. Серия: Физика-Математика. –2015. – № 2. С. 75-89. 0.93/0.06 п.л.
9.
Kamanina, N.V. Photorefractive and photoconductive properties of the organic materials doped with
fullerenes, quantum dots and nanotubes / N.V. Kamanina, N.A. Shurpo, N.V. Zubtsova Yu.A. Serov S.V.
Vasilyev P.Ya. Studeonov V.I. и др., Proceedings of SPIE - The International Society for Optical
Engineering – 2010. – V. 7838. – №. 78381G. 0.31/0.062 п.л.
10.
Shurpo, N.A. Features of fullerenes and carbon nanotubes for nonlinear optics and display
application / N.A. Shurpo, N.V. Kamanina, S.V. Serov, A.V. Shmidt, H.L. Margaryan // Diamond and
Related Materials. – 2009. – V.18. – № 5-8. – P. 931-934. 0.25/0.06 п.л.
11.
Kamanina, N.V. Influence of the Nanostructures on the Surface and Bulk Physical Properties of
Materials / N.V. Kamanina, N.A. Shurpo, S.V. Likhomanova, S.V. Serov, P.Ya. Vasilyev, V.G. Pogareva и
др. // Acta Physica Polonica A. – 2011. –119 (2). P.256-259. 0.25/0.06 п.л.
12.
Kamanina, N.V. Polyimide-fullerene nanostructured materials for nonlinear optics and solar energy
applications / N.V. Kamanina, S.V. Serov, N.A. Shurpo, S.V. Likhomanova D.N. Timonin P.V. Kuzhakov и
др. // Journal of Materials Science: Materials in Electronics – 2012. – №8. – P. 1538-1542. 0.31/0.06 п.л.
13.
Kamanina, N.V. Structural, Optical and Mechanical Features of the Nanostructured Organic
Materials: Possible Applications in Optoelectronics / N.V. Kamanina, S.V. Serov, N.A. Shurpo, A.A.
Kukharchik, Ch. Andraud и др. // Nonlinear Optics and Quantum Optics –2015. – V. 47. P. 139–145.
0.44/0.13 п.л.
В других изданиях:
14.
Шурпо, Н.А. Исследование влияния диспергирования нанообъектов на характеристики
жидкокристаллических структур / Н.А. Шурпо, А.О. Вайгачев, М.Ф. Борковский, Н.В. Каманина
//Сборник трудов 1 конференции молодых ученых «Будущее оптики» –2012. – С.39-42. 0.19/0.13 п.л.
15.
Шурпо, Н.А. О влиянии квантовых точек CdSe/ZnS на вязкость нематических жидких
кристаллов / Н.А. Шурпо, Н.В. Каманина Сборник трудов 2 конференции молодых ученых «Будущее
оптики». – 2013. – С.53-55. 0.19/0.13 п.л.
16.
Шурпо, Н.А. Моделирование динамического поведения анизотропных ЖК-молекул / Н.А.
Шурпо, Н.В. Каманина // Сборник трудов 3 конференции молодых ученых «Будущее оптики» –2015.
– С.173-175. 0.19/0.16 п.л.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа