Оптические свойства органических нанокомпозитных пленок и влияние на них ионизирующего облучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат наук Романов, Николай Михайлович

• Романов, Николай Михайлович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Романов, Николай Михайлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список использованных сокращений 4

Введение 5

Глава1. Обзор литературы 12

1.1. Свойства органических нанокомпозитных пленок и перспективы их применения в оптоэлектронике 12

1.1.1. Нанокомпозитны на основе фуллерена С60 15

1.1.2. Нанокомпозитны на основе порфиринов 18

1.1.3. Нанокомпозитны на основе сопряженного полимера MEH-PPV 29

1.1.3.1. Нанокомпозиты на основе MEH-PPV/C60 3 0

1.1.3.2. Нанокомпозиты MEH-PPV/H2TPP 34

1.1.3.3. Нанокомпозиты MEH-PPV/ полупроводниковые КТ 36

1.2. Основные представления о взаимодействии гамма-излучения

с органическими материалами 40

1.2.1. Взаимодействие гамма-излучения с фуллеренами и порфиринами

43

1.2.2. Взаимодействие гамма-излучения с сопряженным полимером MEH-PPV 46

1.2.3. Взаимодействие гамма-излучения с квантовыми точками 49 Глава 2 Методика эксперимента 51

2.1. Методики получения тонких нанокомпозитных пленок 51

2.2. Методики облучения образцов 55

2.3. Методики исследования структуры и состава 57

2.4. Методики исследования оптических свойств пленок. 58

2.5. Квантово-химические расчеты. 59

Глава 3. Исследование влияния гамма-и рентгеновского излучения на нанокомпозитные тонкие пленки С60/CdTe 60

3.1. Исследование морфологии и состава тонких пленок 60

3.2. Исследование оптических свойств тонких пленок 62

3.3. Влияние гамма и рентгеновского излучения на спектральные зависимости фотолюминесценции тонких пленок С60/CdTe

66

3.4. Выводы к главе 3 71

Глава 4. Оптические свойства пленок ZnTPP и нанокомпозитных пленок на основе ZnTPP и С60 и влияние на них ионизирующего облучения 72

4.1. Состав и структура пленок. 72

4.2. Оптические характеристики порфириновых и нанкомпозитных порфирин-фуллереновых пленок и влияние на них ионизирующего излучения 79

4.4. Выводы о влияния гамма-излучения на пленки ZnTPP и нанокомпозитные пленки ZnTPP/С60 89

Глава 5. Фотолюминесценция нанокомпозитных пленок на основе сопряженного полимера MEH-PPV и влияние на нее гамма-изучения 90

5.1. Морфология тонких полимер-содержащих пленок 90

5.2. Влияние гамма облучения на фотолюминесценцию тонких полимерных пленок MEH-PPV 91

5.3. Тушение фотолюминесценции в нанокомпозитных пленках MEH-PPV/C60 и влияние на них гамма-облучения 95

5.4. Влияние гамма-облучения на нанокомпозиты MEH-PPV/H2TPP 101

5.5. Влияние гамма-изучения на нанокомпозиты MEH-PPV- квантовые точки PbS 111

5.6. Выводы о влиянии гамма-облучения на нанокомпозиты разных типов на основе сопряженного полимера MEH-PPV 117

Заключение 119

Список литературы 121

Список использованных сокращений

ZnTPP - 5, 10, 15,20-мезо-тетрафенилпорфирин цинка (С44Н28^7п)

H2TPP - 5, 10, 15, 20 мезо-тетрафенилпорфирин (С44Н30^)

MEH-PPV - поли [2-метокси, 5-(2-этилгексилокси)-1, 4-фениленвинилен]

(С18Н2802)п

КТ (Qd) - квантовые точки ФЛ - фотолюминисценция 1ТО - оксид индия-олова

КДБ - кремний с дырочной электропроводностью, легированный бором РЭМ - растровый электронный микроскоп ИК - инфракрасные

НПВО - нарушенного полного внутреннего отражения КЗО - квазизамкнутый объем

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические свойства органических нанокомпозитных пленок и влияние на них ионизирующего облучения»

Актуальность работы

Органическая электроника как альтернатива классической кремниевой электроники развивается опережающими темпами. Наиболее перспективной и промышленно освоенной областью применения органических полупроводниковых наноструктур являются светоизлучающие приборы и фотоприемники. Органические солнечные элементы, несмотря на недостаточно высокий КПД (около 10-12%), имеют много преимуществ, таких как большая площадь, малый вес, возможность нанесения на гибкие подложки, простая технология и потенциально низкая себестоимость. Поэтому развитие фотовольтаики на основе органических полупроводников и их композитов показывает высокие темпы роста по сравнению с другими типами солнечных батарей. Основой таких солнечных фотоэлементов являются донорно-акцепторные смеси (нанокомпозиты) различных типов (низкомолекулярные, полимерные, органо-неорганические, с квантовыми точками и т.д. [1 - 3].

Для эффективного разделения образующегося при поглощении кванта света экситона на границе донорно-акцепторной смеси требуется обеспечить реализацию объемного гетероперехода или упорядоченной системы молекулярных комплексов. Изучение оптических свойств, в частности фотолюминесценции, является одним из самых информативных методов получения информации о электронной структуре материалов, тушение люминесценции в нанокомпозитах позволяет сделать выводы о миграции экситона и эффективности достижения носителями донорно-акцепторной границы раздела.

В связи с расширяющейся областью применения устройств органической оптоэлектроники, в том числе в том числе перспективой космических применений и работы в специальных условиях встает вопрос о стабильности свойств органических компонент под действием жесткого облучения. С другой стороны, воздействие ионизирующего облучения

может привести к модификации свойств органических полупроводников в нужном направлении, актуален и вопрос создания датчиков излучения на основе органо-неорганических нанокомпозитов.

Взаимодействие гамма-излучения с веществом выражается в электронном возбуждении, электронной ионизации, что в органических материалах приводит к появлению возбужденных молекул, ионов, свободных радикалов, разрыву или образованию ковалентных связей и, в присутствии кислорода, к возможному окислению фрагментов. При этом изменение свойств органических материалов под действием гамма-облучения может вести как к ухудшению значимых для применения параметров, так и к модернизации свойств и появлению новых полезных характеристик. Малое сечение поглощения органических материалов, по сравнению с многими классическими полупроводниками, может обеспечить значительную стабильность некоторых соединений и структур. Таким образом, исследование влияния различных видов ионизирующего облучения, в особенности имеющих большую проникающую способностью, на оптические свойства органических нанокомпозитов, используемых для создания солнечных элементов, датчиков и светоизлучающих структур является актуальной прикладной и фундаментальной научной задачей. К настоящему моменту этот вопрос изучен слабо, в основном имеются разрозненные данные о влиянии гамма-облучения на полимеры и отдельные низкомолекулярные компоненты [4].

Цель и задачи исследования

Целью работы является получение новых данных о структуре, морфологии поверхности, оптических свойствах и электронной структуре основных типов нанокомпозитных тонких пленок, используемых в органических фотовольтаических структурах, и влияния на них рентгеновского и гамма-облучения. Необходимо рассмотреть основные типы органических нанокомпозитов, а именно: С60/CdTe, как типовой органо-неорганических композит для солнечных приемников;

тетрафенилпорфирин цинка/фуллерен (ZnTPP/С60), как типовой низкомолекулярный композит с молекулярными комплексами; различные типы нанокомпозитов на основе сопряженного полимера MEH-PPV с акцепторными примесями.

В соответствии с обозначенными целями работы были поставлены следующие задачи: получение тонких композитных пленок исследуемых материалов различного состава методами вакуумного напыления (для низкомолекулярных композитов) и методом спин-коутинга для композитов на основе сопряженного полимера; исследование морфологии, состава и структуры полученных пленок; исследование спектральных зависимостей фотолюминесценции до и после воздействия различных доз излучения, определение области стабильности характеристик нанокомпозитов к гамма-облучению; анализ полученных результатов, теоретические и практические выводы.

Научная новизна

В результате проведенных исследований были получены результаты, являющиеся новыми. В работе впервые показана стабильность пленок С60 и нанокомпозита C60/CdTe под действием гамма- и рентгеновского излучения, изучены изменения спектральных зависимостей фотолюминесценции, показана роль димеризации в появлении коротковолновой полосы фотолюминесценции. Впервые показано влияние облучения на фотолюминесцентные свойства порфириновых тонких пленок и нанокомпозитных пленок на основе молекулярных комплексов ZnTPP/C60, определены пороговые дозы деградации фотолюминесценции, изучен эффект перестройки спектральной зависимости фотолюминесценции, построены модели центров безызлучательной рекомбинации. Впервые исследованы влияние гамма-излучения на интенсивность и спектральную зависимость фотолюминесценции нанокомпозитных материалов на основе сопряженного полимера MEH-PPV/C60, MEH-PPV/H2TPP, MEH-PPV/КТ PbS, показана повышенная

стабильности нанокомпозитов к гамма-излучению; предложены модели, объясняющие изменения характеристик под действием излучения.

Практическая значимость работы заключается в определении области стабильности и характера изменения свойств нанокомпозитов, широко применяемых в органической электронике, под действием жесткого ионизирующего облучения, анализе способов улучшения эксплуатационных свойств и исследовании возможных деградационных процессов.

Теоретическая значимость работы связана с развитием теоретических представлений о формировании спектральных зависимостей фотолюминесценции нанокомпозитов различных типов и характере изменений спектральных зависимостей фотолюминесценции под действием жесткого излучения.

Объекты и методы исследования Объектами исследования являлись тонкие пленки фуллерена С60, органико-неорганического композита С60/CdTe, низкомолекулярного органического композита 7пТРР/С60, композитов на основе сопряженного полимера MEH-PPV и акцепторных примесей: мезо-тетрафенилпорфирина (Н2ТРР), С60, полупроводниковых квантовых точек PbS. Морфология поверхности, структура и состав образцов, электронная структура исследовались методами растровой электронной микроскопии, рентгеновского микроанализа, ИК-спектроскопии, фотолюминесценции. Облучение гамма-квантами производилось от источника Для квантово-

химических расчетов использовался метод теории функционала плотности ^Т).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Действие гамма-и рентгеновского облучения на пленки С60- и нанокомпозитов С60/CdTe приводит к появлению интенсивной полосы ФЛ в области 600-650 нм (2,1-1.9 эВ), что связано с

появлением разрешенных синглетных излучательных переходов в результате фотополимеризации и фотоокисления С60.

2. Гамма-облучение вплоть до доз 105 -107 Гр не приводит к изменению положения полос в спектральной зависимости фотолюминесценции металлопорфирина 7пГРР и нанокомпозита 7пГРР/С60. Падение интенсивности ФЛ в связи с появлениями центров безызлучательной рекомбинации носит пороговый характер. Пороговая доза для 7пГРР составляет 20 кГр, а для нанокомпозита 7пГРР/С60 увеличивается примерно в 2,5 раза, что связано с фотоиндуцированным переносом заряда на С60.

3. Процессы тушения ФЛ в композитах ЫЕН-РР^С60 сильнее проявляются для пленок на Si подложках по сравнению с ориентирующей подложкой слюды из-за молекулярного диспергирования компонент. Нанокомпозиты MEH-PPV/C60 проявляют повышенную стойкость к гамма-излучению, что связано с быстрым разделением фотовозбужденного экситона.

4. При образовании нанокомпозита MEH-PPV/H2TPP спектральная зависимость ФЛ композита определяется порфириновой компонентой, а эффективное тушение ФЛ полимера связано с переносом энергии по механизму Ферстера в композите. Стабильность фотолюминесцентных характеристик нанокомпозита на основе MEH-PPV/H2TPP после гаммы облучения выше, чем полимерной матрицы, уменьшение интенсивности ФЛ восстанавливается в течении недели.

5. Спектральная зависимость и интенсивность ФЛ нанокомпозита ЫЕН-РР^КТ PbS мало изменяется под действием гамма-облучения до доз порядка 104 Гр.

Достоверность

Достоверность полученных результатов обусловлена хорошей воспроизводимостью экспериментальных данных, применением

совокупности современного высокоточного измерительного оборудования и откалиброванных источников, а также согласованностью полученных результатов с данными научных публикаций и с теоретическими моделями.

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались на всероссийских и международных научных конференциях: Всероссийской мол. конф. по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Россия, Санкт-Петербург (2014, 2015, 2016, 2017); Saint-Petersburg OPEN, Россия, Санкт-Петербург (2014, 2017); Всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Диагностика Наноматериалов и Наноструктур», Россия, Рязань (2015); International Conf. on Nanostructured Materials, Россия, Москва (2014); Междунар. Конф. «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Россия, Санкт-Петербург (2014, 2016, 2018); Неделя науки СПбПУ: научно-практ. конф. c межд. участием (2015,2016); Open Science, Россия, Гатчина (2016); Всерос. конф. по наноматериалам, Россия, Москва (2016);" Advanced Carbon NanoStructures", Россия, Санкт-Петербург (2013, 2015, 2017).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 16 печатных работ, 12 из которых изданы в научных журналах из списка ВАК, 15 входят в базы данных WoS или Scopus. Список опубликованных работ приводится в конце автореферата.

Личный вклад

Основные результаты диссертации получены лично автором. Автор разрабатывал методологию экспериментальных исследований, лично и совместно с соавторами проводил экспериментальные исследования, анализировал и обрабатывал результаты экспериментов, активно участвовал в обсуждении результатов и теоретических моделей, а также в публикации печатных трудов. Квантово-химические расчеты выполнены

под руководством О.Е. Квятковского. Выбор направления исследований, постановка задачи, обсуждение результатов осуществлялись совместно с научным руководителем.

Структура и объём диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации 133 страницы, включая 69 рисунков и 4 таблицы. Список литературы включает 147 цитированных источников и публикации автора. Нумерация литературы сквозная.

Глава1. Обзор литературы

1.1. Свойства органических нанокомпозитных пленок и перспективы их применения в оптоэлектронике

Эра органической электроники началась в 1950-х годах с открытия и исследования проводимости органических материалов, которые ранее считались диэлектриками. А. Хигер, А. Макдиармид и Х. Сиракава, совершив настоящий прорыв в области органической электроники, показали в 1977 году [5,6] возможность создания проводящих полимеров путем легирования полимера полиацетилена галогенами, получив за эти результаты много позднее, в 2000 году, Нобелевскую премию по химии. Кроме высокомолекулярных соединений - сопряженных полимеров - в устройствах органической электроники успешно используются и низкомолекулярные органические полупроводники различных классов -порфирины, фталоцианины, фуллерены, органические красители, их производные и соединения и т.д. Материалы для нужд органической электроники можно условно разделить на три крупные категории: низкомолекулярные («малые молекулы» с массой, лежащей в пределах 500 - 900 у.е. и характерным размером 10-9 м), полимерные и биологические материалы [1].

В сравнении с использованием материалов традиционной электроники, органические вещества имеет как определенные преимущества, так и недостатки, что ограничивает их применение конкретными областями электроники. Органические материалы имеют обычно небольшую концентрацию носителей с большей эффективной массой, низкую подвижность, что ограничивает рабочую частоту устройств на их базе. Неразработанность процессов литографии часто не дает возможности создать наноразмерные органические устройства, хотя в последнее время для этого используются процессы самоорганизации.

В целом наиболее перспективными областями для промышленного использования органики в настоящее время являются оптоэлектронных устройств, такие как солнечные элементы, фотоприемники и светоизлучающие структуры [2], поскольку от таких структур не требуется малого размера дискретных элементов и высокого быстродействия. В то же время можно использовать такие общие преимущества органических материалов, как широкие возможности модификации электронной структуры и свойств путем функциализации, использование композитов с включениями КТ [3], супрамолекулярных структур с заданными структурой и свойствами, дешевые (в массовом производстве) технологии получения тонкопленочных структур на большой площади, на гибких и прозрачных полимерных подложках [6]. Для того, чтобы органические солнечные элементы получили всеобщее распространение, стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, производимой структурами на их основе, согласно расчетам, должна находиться в пределах 0,01 - 0.02 условных единиц (долларов США) [7].

Одним из основных преимуществ органических структур является возможность их создания достаточно простыми и воспроизводимыми методами [2] с возможностью модификации [8]. Различные структуры органической электроники могут производится методами струйной печати, рулонной печати (го1Ыо-шИ и вакуумный го1Ыо-шИ) и штамповки [9]. Использование нанокомпозитных и нанокомпозитных материалов различных типов (объемные гетеропереходы, молекулярные и донорно-акцепторные комплексы, многослойные структуры, органико-неорганические нанокомпозиты с включениями различной (0D - 3D) размерности и т.п. значительно расширяет функциональные возможности таких слоев [1, 10]. В классической работе [11], посвященной двухслойным солнечным элементам, реальный КПД составил лишь 1 %. Использование фуллерена в качестве акцептора позволило поднять реальный КПД до 3 - 4 % [12], а один из максимальных зафиксированных на данный момент КПД

для тандемных структур составил около 15% [13]. В работе [14] было показано, что для реализации коммерчески конкурентоспособных органических солнечных элементов с эффективностью преобразования энергии на уровне 10 - 11 % наиболее рационально использование концепции объёмного гетероперехода, позволяющего реализовывать полимерные и гибридные структуры.

Перспективы применения органических материалов в оптоэлектронике подробно рассмотрены в обзорах [2,10]. Рассмотрены различные материалы для создания нанокомпозитных материалов на основе проводящих полимеров, проанализированы основные технологии получения органических структур для нужд фотовольтаики. Рассмотрена интеграция органических и неорганических материалов на наноуровне, что позволяет сочетать свойства (технологичность) как композитной матрицы, так и электрические и оптические свойства неорганических наночастиц. Сделан вывод, что основной областью применения органических нанокомпозитов является оптоэлектроника - подсветка панелей, а также создание активных светоизлучающих матриц. Органические структуры должны найти свое применение также в нанокомпозитных солнечных элементах [14] и органических проводах [15].

1.1.1. Нанокомпозиты на основе фуллерена С60

Использование фуллерена в органической опто - и фотоэлектронике основано на сильных акцепторных свойствах молекулы фуллерена (сродство к электрону около 4 эВ). Данное значение колеблется в зависимости от способов вычисления и измерения [16 - 18]. Подвижность электронов в пленках немодифицированного фуллерена С60 может достигать 8 см2/В [19], что является весьма значительной величиной для органических слоев.

Известно, что в фуллерене при поглощении света образуется экситон Френкеля (связанная электронно - дырочная пара) [20, 21], для разделения которого могут использоваться различные молекулярные комплексы, молекулярные и объемные гетеропереходы [1]. Схематическое изображение объемного гетероперехода (как сети взаимопроникающих каналов доноров и акцепторов) приведено на рис. 1. Особый интерес уделяется нанокомпозитным структурам (блендам) на основе полимеров, которые легко позволяют получить объемный гетеропереход [21 - 23].

В результате взаимодействия молекулы фуллерена и донорной (органический или неорганической) молекулы на гетерогранице происходит разделение экситона на электрон и дырку. Исследование влияния добавок различных донорных компонент на оптические, фотоэлектрические и электрофизические свойства пленок фуллерена представляют интерес для разработки новых органических эффективных солнечных элементов [24].

Рис. 1. Схематическое изображение объемного гетероперехода на основе производной

фуллерена [25]

В настоящее время фуллерен и его производные (фуллерен легко поддается модификации) используются как один из базовых материалов в качестве составляющих солнечных элементов, тонкопленочных органических транзисторов, как компонент функциональных слоев в органических светодиодных дисплеях [26]. Ранее было показано, что нанокомпозитные материалы основе С60/A2B6 проявляют сильный фотовольтаический эффект [27] и склонны к образованию хорошо самоорганизованных наноструктур [28]. Неорганические структуры на основе A2B6 хорошо изучены и распространены в солнечной энергетике [29]. Такие нанокомпозиты могут дать расширенную область спектральной чувствительности и повышенную эффективность солнечных элементов, методы получения и структура нанокомпозитных наноструктурированных материалов С6o/A2B6 активно исследуются [22, 30].

В работах [31, 32] рассмотрены нанокомпозиты на основе С60 и СdS. Показан простой технологичный метод создания бинарной системы материалов. Установлено, что в смеси материалов происходит эффективное разделение и перенос фотовозбужденных носителей заряда, отмечено

уменьшение деградационных процессов (фото-коррозии) смеси по сравнению с чистым материалом CdS (рис. 2).

—I-'-1-«-1-•-1->-1-•-1—

350 400 450 500 550 600

Wavelength (nm)

Рис.2. Спектры излучения ФЛ образцов CdS и 0.4 Сбо / CdS. [32]

Нанокомпозитные структуры созданные на основе фуллерена, в которых используется концепция объёмного гетероперехода, могут иметь внутреннюю квантовую эффективность близкой к 100% [32].

Исследование гетероперехода из наноструктурированных материалов на основе фуллерена и неорганических донорных включений является актуальной задачей.

1.1.2. Нанокомпозиты на основе порфиринов

Порфирины, являющиеся производными порфина С20Н14^, и их металлокомплексы (рис. 3) являются органическими полупроводниками, широко применяемыми в оптоэлектронике. Сильное поглощение в видимой области спектра, люминесцентные свойства порфирина могут использоваться в устройствах, обладающих оптической памятью. Сочетание различных органических материалов с порфиринами позволяет создавать донорно-акцепторные комплексы, молекулярные и объемные гетеропереходы, в том числе системы искусственного фотосинтеза, солнечные приемники на нековалентно связанных комплексах на основе порфирина и фуллерена С60 [33, 34], а также используемые в биомедицине маркеры [35].

Рис.3. Схематическое обозначение порфирина и его металлокомплексов [36]

Молекула состоит из четырех пиррольных колец (пиролл -ароматический пятичленный азотистый гетероцикл), соединённых метиновыми мостиками, и представляет из себя макроциклическую структуру с большой степенью п-сопряжения. Средние расстояния и углы связи в макроцикле порфина приведены на рис. 4.

Порфирин, не имеющий атома металла, принято называть свободным. В металлокомплексных соединениях в центре тетрапиррольного макроцикла два атома водорода замещены на ион металла (рис 3). Металлопорфирины играют основную роль в процессах фотосинтеза (металлопорфирины с Mg), являются основой простетической группы гемоглобина. Порфирин и его производные могут взаимодействовать с фуллереном Сбо [33], образуя различные ковалентно и нековалентно связанные супрамолекулярные структуры, молекулярные и донорно-акцепторные комплексы.

Рис.4. Средние расстояния и углы связи в макроцикле порфина [37]

Свойства таких соединений могут быть оптимизированы путем замены центрального атома металла, а также периферийных заместителей. Молекула производных порфирина является трехмерной, например, для 5,10,15,20-мезотетрафенилпорфирина (Н2ТТР) (рис. 5,б) фенильные кольца повернуты под углом 90° к плоскости макроцикла.

18

20

2

12

10

8

(а)

(Ь)

Рис.5. (а) Структура и периферийные положения атомов в макроцикле порфина (Н2Р) и (б) структура 5, 10, 15,20-мезотетрафенилпорфирина (Н2ТТР) [38]

От ориентации данных молекул зависят свойства макрообъекта, содержащего различные порфирины. Например, проводимость порфириновых твердотельных структур связана с величиной перекрытия п-электронных подсистем соседних молекул, и определяется конформацией и структурой пленок [39]. Энергетически неравноценные формы молекул, переходящие друг в друга в результате внутреннего вращения, без разрыва химических связей, называют конформациями, а изменение формы молекул, происходящее в результате внутреннего вращения, называется конформационным превращением. У каждой молекулы существуют устойчивые и неустойчивые конформации, а также промежуточные между ними формы (см. рис 6).

В работе [39] исследовали электрическую проводимость на двух типах порфириновых массивов: непосредственно связанная структура порфирина /п (II), состоящая из 48 /п (II) порфириновых групп (/48), и другой тип - полностью плоские ленточные формы порфириновых матриц /п (II), состоящие из восьми /п (II) порфириновых единиц (Т8). Полученные данные для /48 демонстрировали диодное поведение

проводимости структуры и гистерезис в зависимости от направления развертки напряжения. С другой стороны, ВАХ для структуры Т8 почти симметрична без гистерезиса, что приводит к большей проводимости и меньшей ширине запрещенной зоны. Эти результаты показывают, что более сильное п-электронное сопряжение в Т8 по сравнению с 748 приводит к лучшей электрической проводимости.

Рис. 6. Схематическое изображение зависимости электрической проводимости от конформации структуры металлопорфириновых образцов [39]

Основные сведения об оптических свойствах классов порфиринов и

их связи со структурой изложены в фундаментальных работах [40, 41].

Отметим, что спектры поглощения порфиринов в видимой области имеют

четыре слабые, сравнительно узкие полосы ^-полосы), отстоящие друг от

друга на примерно равные интервалы. На границе между ультрафиолетовой

и видимой областью порфирины имеют очень интенсивную узкую полосу

поглощения, обычно называемую полосой Соре. Характерный

электронный спектр поглощения для Н2ТРР и 7пТРР представлен на рис.

7.

Существуют теоретические модели, позволяющие осуществлять расчёт электронных спектров порфиринов и их производных [43].

Рис.7. Спектр поглощения порфиринов а) H2TPP и б) ZnTPP [42]

Принято классифицировать полосы поглощения следующим образом (рис.8): I - электронный переход A1g ^ B3u, III - электронный переход A1g ^ B2u, полоса Соре - электронный переход Aig ^ Eu. Полосы II и IV соответствуют поглощению с основного состояния A1g на электронно -колебательные подуровни A1g ^ В2и и A1g ^ В3и (то есть это колебательные спутники линий I и III). Классификация порфиринов по электронным спектрам поглощения, действующая в настоящее время, была введена Штерном [44].

Рис. 8. Схема энергетических уровней порфиринового макроцикла Н Р (симметрия

D2h) и Н Р2+ (симметрия D4h)

У порфиринов с различными заместителями полосы поглощения имеют разную относительную интенсивность, и наблюдаются разные спектральные типы: «этиотип», «родотип» и «филлотип» [40], см. рис. 9.

500 600 Î.,hm ™ ЫИ)

Рис. 9. Различные типы спектров поглощения порфиринов

В работе [45] исследованы спектры поглощения и флуоресценции различных порфириновых соединений в растворе тетрагидрофурана (рис.10). Показано, что в целом спектр порфирина стабилен и слабо зависит от различных боковых заместителей.

Рис. 10. Молекулярные соединения ди- и тетрафенилфорфиринов, изученных в работе

[45]

А п 5 Ж 1 т ТЁ_

Л Л ЙК Ь&й А 2 1 I / \ / \ У \ ТОО := л —_

1 1 —1 Ллл (ь а вйс ьйа ь^й 1 1 Е ж £ я X Г тАо ж .У 3 \ \ ч. ^ ч

А «во яйо бЛс а&а т л. д ¡¡Г "= / ^ * ; I Г 4

!\ Л А БОС Бес №й ЙБО ->•:<■ -V / 1 ™ =5: ъ I 1 1 / I \ \ 5

} WV/v \ -БОС Б«С Нй ЙЕО / V I % Г ¡г £ 7 6 ТЕ —Ч_

400

500 600 700

\ZVavelength (пт)

800

Рис. 11. Типичные спектры поглощения и флуоресценции соединений в растворе тетрагидрофурана. Номера соединений (1-5) соответствуют структурам, приведенным

на рис. 10 [45]

В работе [46] приведены спектры излучения H2TPP при разных температурах. На спектральных зависимостях, полученных при низких температурах, выявляется пик, связанный с фосфоресценцией образцов (рис.12).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Романов, Николай Михайлович, 2018 год

Список литературы

[1] Forrest, S. R. The path to ubiquitous and low-cost organic electronic appliances on plastic // Nature - 2004. - Vol. 428. - Pp. 911-918.

[2] Витухновский, А.Г. Органическая фотоника и органическая оптоэлектроника/ А.Г. Витухновский, А.Н. Алешин // Успехи физических наук - 2013. - Том 183. - Выпуск 6. - С. 653-664.

[3] Мошников, В.А. Наночастицы, наносистемы и их применение. Ч.1. Коллоидные квантовые точки / О.А. Александрова, Д.М. Галиева, А.О. Дробинцева, И.М Кветной., Ю.С. Крылова, Д.С. Мазинг, Л.Б. Матюшкин,

B.А. Мошников, С.Ф. Мусихин, В.О. Полякова, О.А. Рыжов, А.А Щеглова. / под ред. В. А. Мошникова, О. А. Александровой. — Уфа: Аэтерна, 2015.

— 236 с.

[4] Cataldo, F. Stability of C60 and C70 fullerenes toward corpuscular and у radiation / F. Cataldo, G. Strazzulla and S. Iglesias-Groth // Mon. Not. R. Astron. Soc. - 2009. - Vol. 394. - Рр.615-623.

[5] Shirakawa, H. Synthesis of electrically conducting organic polymers: Halogen derivatives of polyacetylene, (CH)x / H. Shirakawa, E.J. Louis, A. G. MacDiarmid, C. K. Chiang, A. J. Heeger // J. C. S. Chemical Communications -1977. - Issue 16. - Рр. 578-580.

[6] Chiang, C.K. Electrical Conductivity in Doped Polyacetylene / C.K. Chiang,

C.R. Fincher, Y.W. Park, A.J. Heeger, H. Shirakawa, E.J. Louis, S.C. Gau, and A.G. MacDiarmid // Phys. Rev. Lett - 1977 - Vol. 24. - Issue 17. - Pp. 10981101.

[7] Shaheen, S.E. Organic-based photovoltaics: toward low-cost power generation / S.E. Shaheen, D.S. Ginley, G.E. Jabbour // MRS Bullet - 2005. -Vol. 30. - Pp. 10-19.

[8] Siddhartha, S. A. Effect of gamma radiation on the structural and optical properties of Polyethyleneterephthalate (PET) polymer / S. A. Siddhartha, K. Dev, S.K. Raghuvanshi, J.B.M. Krishna, M.A. Wahab // Radiation Phys. and Chem. - 2012. - Vol. 81. - Pp. 458-462.

[9] Logothetidis, S. Flexible organic electronic devices: Materials, process and applications / Stergios Logothetidis // Materials Science and Engineering B -2008 - Vol. 152. - Pp. 96-104

[10] Трошин, П.А. Органические солнечные батареи: структура, материалы, критические параметры и перспективы развития / П.А. Трошин, Р. Н. Любовская, В.Ф. Разумов // Обзоры российски нанотехнологии - 2008.

- Том. 3. - Выпуск 5. - С. 56-77.

[11] Tang C.W. Two-layer organic photovoltaic cell / C.W. Tang // Appl. Phys. Lett. - 1986. - V. 48. - Pp. 183-185.

[12]. Peumans, P. Very-high-efficiency double-heterostructure copperphthalocyanine/C60 photovoltaic cells / P. Peumans, S.R. Forrest //. Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol 79. - Pp. 126-128.

[13], Che X. High fabrication yield organic tandem photo voltaics combining vacuum- and solutionprocessed subcells with 15% efficiency / X. Che, Y. Li, Y. Qu and S.R. Forest // Nature Energy - 2018. - Vol 3. - Pp. 422-427.

[14] Алешин, А.Н. ^лнечные элементы на основе полимерных и композитных (органика- неорганика) материалов / А.Н. Алешин // Инновации - 2012. - Том 7. - Выпуск 96. - С. 96-108.

[15] Aleshin, A.N. Polymer Nanofibers and Nanotubes: Charge Transport and Device Applications // A.N. Aleshin. Advanced Materials - 2006. - Vol. 18. -Issue 17. - Pp. 17-27.

[16] Yoshida H. Low-Energy Inverse Photoemission Study on the Electron Affinities of Fullerene Derivatives for Organic Photovoltaic Cells /H. Yoshida // J. Phys. Chem. C. - 2014. - Vol. 118. - Pp. 24377-24382.

[17] Saito, S. Cohesive mechanism and energy bands of solid C60 / S. Saito, A. Oshiyama // Phys. Rev. Lett. - 1991. - Vol. 66. - Issue 20. Pp. - 2637-2640.

[18] Min, K. Mechanically modulated electronic properties of water-filled fullerenes / K. Min, A. Barati Farimani, and N. R. Aluru // MRS Communications

- 2015. - Vol. 5. - Pp. 305-310.

[19] Singh, T.B. Progress in plastic electronic devices / T.B. Singh, N.S. Sariciftci //. Annu. Rev.Mater. Res. - 2006. - Vol. 36. - Pp. 199-230.

[20] Hallermann, M. Charge-transfer states in conjugated polymer/fullerene blends: Below-gap weakly bound excitons for polymer photovoltaics / M. Hallermann, S. Haneder, and E.D. Como // Applied Physics Letters - 2008. -Vol. 93 - Issue 5. - Pp. 053307-053307-3.

[21] Nelson J. Organic photovoltaic films / J. Nelson // Current Opinion Solid State Mater. Sci. - 2002. - Vol. 6. - Issue 1. - Pp. 87-95.

[22] Когновицкий, СО. Композитные фуллеренсодержащие наноструктуры C60-CdTe (-CdSe) / C.O. Когновицкий, А.В. Нащекин, Р.В. Соколов, И.П. Сошников, С.Г. Конников // Письма в ЖТФ - 2003. - Том 29.

- Выпуск 11. - С.79-85.

[23] Yakuphanoglu, F. Photovoltaic properties of the organic-inorganic photodiode based on polymer and fullerene blend for optical sensors / F. Yakuphanoglu // Sensors and Actuators A: Physical - 2008. - Vol. 141. - Issue 2. - Pp. 383-389.

[24] Yang, C.Y. Morphology of composites of semiconducting polymers mixed with C60 / C.Y. Yang, A.J. Heeger // J. Synth. Met. - 1996. - Vol. 83. - Issue 2.

- Pp. 85-88.

[25] Son, H.J. Overcoming efficiency challenges in organic solar cells: rational development of conjugated polymers / H. J. Son, B. Carten, I.H. Jung and L. Yu // Energy Environ. Sci. - 2012. - Vol. 5. - Pp. 8158-8170.

[26] Ganesamoorthy, R. Review: Fullerene based acceptors for efficient bulk heterojunction organic solar cell applications / R. Ganesamoorthy, G. Sathiyan, P. Sakthivel // Solar Energy Materials and Solar Cells - 2017. - Vol. 161. - Pp. 102-148.

[27] Захарова, И.Б. Оптическая спектроскопия композитных тонких пленок / И.Б. Захарова, В.М. Зиминов, А.В. Нащекин, Ю.С. Вайнштейн, А.Н. Алешин // Физика и техника полупроводников - 2013. - Том 47. Выпуск 1. - С. 105-109.

[28] Koh, H-D. Well-Organized CdS/C60 in Block Copolymer Micellar Cores / H.-D. Koh, J.-P. Lee, J.-S. Lee. // Macromolecular Rapid Commun. - 2009. -Vol. 30. Issue 12. - Pp. 976- 980.

[29] Рудь, В.Ю. Фоточувствительность тонкопленочных солнечных элементов ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se2/Mo, полученных на различных подложках /В.Ю. Рудь, Ю.В. Рудь, В.Ф. Гременок, Е.И. Теруков, Б.Х. Байрамов, Y.W. Song // Физика и техника полупроводников - 2012. - Том 46. - Выпуск 2. - С. 231-234.

[30] Lee, J.P. CdS/C60 binary nanocomposite films prepared via phase transition of PS-b-P2VP block copolymer / J.P. Lee, H.D. Koh, W.J. Shin, N.G. Kang, S. Park, J.S. Lee // Journal of Colloid and Interface Science - 2014. - Vol. 417. -Pp. 166-170.

[31] Cai, Q. / Fullerene (C60)/CdS nanocomposite with enhanced photocatalytic activity and stability // Q. Cai, Z. Hu, Q. Zhang, B. Li, Z. Shen - 2017. - Vol. 403. - Pp. 151-158.

[32] Park, S.H. Bulk heterojunction solar cells with internal quantum efficiency approaching 100% / S.H. Park, A. Roy, S.Beaupré, S. Cho, N. Coates, J.S. Moon, D. Moses, M. Leclerc, K. Lee & A.J. Heeger // Nature Photonics - 2009. - Vol. 3. - Pp. 297-302.

[33] Suzuki, A. Effects of Germanium Tetrabromide Addition to Zinc Tetraphenyl Porphyrin / Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells / A. Suzuki, K. Nishimura, T. Oku. // Electronics - 2014. - Vol. 3. - Issue 1. - 112-121.

[34] Lewtak, JP. Synthesis of п-extended porphyrins via intramolecular oxidative coupling. // J.P. Lewtak, D.T. Gryko - 2012. - Vol. 48. - Issue 81. - Pp. 1006910086.

[35] Budavari, S. The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. 7574. Porphine / S. Budavari; M. O'Neil; A. Smith — USA: Merck & Co, 1989. — 1210 p.

[36] Devillers, C.H, "Porphine," the fully unsubstituted porphyrin: A comprehensive overview / C.H. Devillers; P. Fleurat-Lessard; D. Lucas // In Handbook of Porphyrin Science World Scientific Publishing Co. - 2014 - Vol. 37. -Pp. 75-231.

[37] Huang, H. Emerging applications of porphyrins in photomedicine / H. Huang, W. Song, J. Rieffel and J. F. Lovell // Front. Phys. - 2015. - Vol. 3. Issue 10. - Pp. 1-15.

[38] Quiroz-Segoviano, R.I.Y. On Tuning the Fluorescence Emission of Porphyrin Free Bases Bonded to the Pore Walls of Organo-Modified Silica / R.I.Y. Quiroz-Segoviano, I.N. Serratos, F. Rojas-González, S.R. Tello-Solís, R. Sosa-Fonseca, O. Medina-Juárez, C. Menchaca-Campos and M.A. García-Sánchez // Molecules - 2014. - Vol. 19. - Pp. 2261-2285.

[39] Yoon, D.H. Electrical Conduction through Linear Porphyrin / D.H. Yoon, S.B. Lee, K.-H. Yoo, J. Kim, J.K. Lim, N. Aratani, A. Tsuda, A. Osuka and D. Kim // Arrays J. AM. CHEM. SOC. - 2003. - Vol. 125. - Pp. 11062-11064.

[40] Гуринович, А.Н. Спектроскопия порфиринов / Г.П. Гуринович, А.Н. Севченко, К.Н. Соловьев // УФН - 1963. - Том 79. - С. 173-234.

[41] Gouterman M. Spectra of porphyrins/ M. Gouterman //J.Mol. Spectroscopy.

- 1961. - Vol.6. - Pp. 138-163.

[42] Березин Д.Б. Макроциклический эффект и структурная химия порфиринов / Д.Б. Березин - М. «Красанд», 2009. - 418 с.

[43] Sekino H. A screened potential molecular-orbital calculation of the n-electron system of porphyrin /H. Sekino and H. Kobayashi // The Journal of Chemical Physics - 1981. - Vol. 75. - Issue 7. - Pp. 3477-3484.

[44] Stern, A. Uber Die Lichtabsorption der Porphirine / A. Stern., H. Wenderlein // Z. Phys. Chem. - 1935. - Vol. 174. - Pp. 81-102.

[45] Sen, P. Fluorescence and FTIR Spectra Analysis of Trans-A 2B2-Substituted Di- and Tetra-Phenyl Porphyrins / P. §en, C. Hirel, C. Andraud, C. Aronica, Y. Bretonniere, A. Mohammed, H. Agren, B. Minaev, V. Minaeva, G. Baryshnikov, H.-H. Lee, J. Duboisset, M. Lindgren // Materials - 2010. - Vol. 3.

- Issue 8. - 4446-4475.

[46] Kuznetsova R.T. Luminescence of metal complexes of chelate-substituted tetraphenylporphyrin / R.T. Kuznetsova, E.G. Ermolina, R.M. Gadirov, G.V. Mayer, N.N. Semenishin, N.V. Rusakova, Y.V. Korovin // High Energ. Chem. -2010. - Vol. 44. - Issue 2. - 134-138.

[47] Bessho, Т. Highly Efficient Mesoscopic Dye-Sensitized Solar Cells Based on Donor-Acceptor-Substituted Porphyrins / Takeru Bessho, Shaik M. Zakeeruddin, Chen-Yu Yeh, Eric Wei-Guang Diau, and Michael Gratzel // Angew. Chem. Int. Ed. - 2010. - Vol. 49. Pp. - 6646-6649.

[48] Mathew, S. Dye-sensitized solar cells with 13% efficiency achieved through the molecular engineering of porphyrin sensitizers /S. Mathew, A. Yella, P. Gao, R. Humphry-Baker, B.F.E. Curchod, N. Ashari-Astani, I. Tavernelli, U. Rothlisberger, M.K. Nazeeruddin and M. Gratzel // Nature chemistry - 2014. -Vol. 6. Pp. - 242-247.

[49] Mozer A.J. Zn-Zn Porphyrin Dimer-Sensitized Solar Cells: Toward 3-D Light Harvesting /A.J. Mozer, M.J. Griffith, G. Tsekouras, P. Wagner, G.G. Wallace, S. Mori, K. Sunahara, M. Miyashita, J. C. Earles, K.C. Gordon, L. Du, R. Katoh, A. Furube, and D.L. Officer // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - Vol. 131. Pp. - 15621-15623.

[50] Sayo K. Optical properties of metal-free tetraphenylporphyrin (H2TPP) dispersed into vacuum-deposited nylon-11 film / K. Sayo, S. Deki, T. Noguchi, K. Goto // Thin Solid Films - 1999. - Vol. 354. Pp. - 276-282.

[51] Zeyada, H.Z. Structural, optical and dispersion properties of 5,10,15,20-tetraphenyl-21H,23H-porphyrin zinc thin films / H.M. Zeyada, M.M. Makhlouf, and M.A. Ali // Japanese Journal of Applied Physics Films - 2016. - Vol. 55. -Issue 2. - Pp. 022601(1-8).

[52] Nimith, K.M. Enhancement in fluorescence quantum yield of MEH-PPV:BT blends for polymer light emitting diode applications /K.M. Nimith, M.N. Satyanarayan, G. Umesh // Optical Materials - 2018. - Vol. 80. - Pp. - 143-148.

[53] Marietta, A. Photoluminescence of MEH-PPV/PS Blends /A. Marietta, V. Goncalves and D.T. Balogh// Brazilian Journal of Physics - 2004. - Vol. 34. -Issue 2. Pp. - 697-698.

[54] Sariciftci, N.S. Semiconducting polymer-buckminsterfullerene heterojunctions: Diodes, photodiodes, and photovoltaic cells /N.S. Sariciftci, D. Braun, C. Zhang, V.I. Srdanov A.J. Heeger, G. Stucky, and F. Wudl // Applied Physics Letters. Physics - 1993. - Vol. 62. - Issue 6. Pp. - 585-587.

[55] Facchetti, A. Polymer donor - polymer acceptor (all-polymer) solar cells, /A. Facchetti // Materials Today - 2013. - Vol. 16. - Issue. 4. Pp. - 123-132.

[56] Shariffudin, S.S. Electrical & Optical Properties of Nanocomposite MEH-PPV/ZnO Thin Film / S.S. Shariffudin, M.H. Mamat, M. Rusop, N.S. Jumali, Z. Shaameri, A.S. Hamzah // International Conference on Electronic Devices, Systems and Applications, ICEDSA - 2010. - Pp. 380-383.

[57] Lee R.-H. Enhancing electroluminescence performance of MEH-PPV based polymer light emitting device via blending with organosoluble polyhedral oligomeric silsesquioxanes / R.-H. Lee, H.-H. Lai // European Polymer Journal.

- 2007. - Vol. 43. - Issue 3. Pp. - 715-724.

[58] Kwon, S.H. Electroluminescent properties of MEH-PPV light-emitting diodes fabricated on the flexible substrate /S.H. Kwon, S.Y. Paik, J.S. Yoo // Synthetic Metals. - 2002. - Vol. 130. - Issue 1. Pp. - 55-60.

[59] Chen, F.-C. Organic thin-film transistors with nanocomposite dielectric gate insulator /F.-C. Chen, C.-W. Chu, J. He, Y. Yang, J.-L. Lin //Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 85. - Issue 15. Pp. - 3295-3297.

[60] Алешин, А.Н. Электрические и оптические свойства светоизлучающих полевых транзисторов на основе композитных пленок полимера MEH-PPV с наночастицами ZnO /А.Н. Алешин, И.П. Щербаков, Ф.С. Федичкин, П.Е. Гусаков // Физика твердого тела- 2012. - Том 54. - Выпуск 12. - С. 23882393

[61] Dennler, G. Polymer-fullerene bulk-heterojunction solar cells /G. Dennler, M.C. Scharber, C.J. Brabec // Advanced Materials. - 2009. - Vol. 21. - Issue 13.

- Pp. - 1323-1338.

[62] Ltaief, A. Electrical and optical properties of thin films based on MEH-PPV/fullerene blends /A. Ltaief, A. Bouazizi, J. Davenas, R.B Chaabane, H.B. Ouada //Synthetic Metals. - 2004. - Vol. 147. - Issue 1. - Pp. - 261-266.

[63] Kim, H. Conjugated polymer/fullerene composites as a new class of optoelectronic material: Application to organic photovoltaic cells /H. Kim, J.Y. Kim, K. Lee, J. Shin, M. Cha, S.E. Lee, H. Suh, C.-S. Ha // Journal of the Korean Physical Society. - 2000. - Vol. 36. - Issue 6. - Pp. - 342-345.

[64] Чикалова-Лузина, О.П. Влияние поверхностных плазмонов на оптические свойства композитных пленок на основе поли(3-гексилтиофена), производных фуллеренов и наночастиц никеля /О.П.

Чикалова-Лузина, Д.М. Самосват, А.Н. Алешин // Письма в ЖТФ- 2017. -Том 43. - Выпуск15. - С. 12-18.

[65] Xing, C. Conjugated Polymer/Porphyrin Complexes for Efficient Energy Transfer and Improving Light-Activated Antibacterial Activity / C. Xing, Q. Xu, H. Tang, L. Liu and S. Wang // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - Vol. 131. - Issue 36. - Pp.13117-13124.

[66] Mizunoa, H. Enhanced photoluminescence by excitation energy transfer in thin films consisting of fluorescent conjugated polymer and porphyrin /H. Mizuno, N. Shunsuke, K. Kitamura, T. Aoki-Matsumoto, A. Fujita, Y. Fujita, I. Hiromitsu // Thin Solid Films. - 2018. - Vol. 653. - Pp. 36-142.

[67] Bakueva, L. Luminescence and Photovoltaic Effects in Polymer-Based Nanocomposites / L. Bakueva, S. Musikhin, E.H. Sargent, H.E. Ruda, A. Shik // // Handbook of Organic-Inorganic Hibrid Materials and Nanocomposites - 2003.

- Vol. 2. - Pp. 181-215.

[68] Litvin, A.P. PbS Quantum Dots in a Porous Matrix: Optical Characterization /A.P. Litvin, P.S. Parfenov, E.V. Ushakova, A.V. Fedorov, M.V. Artemyev, A.V. Prudnikau, V.V. Golubkov and A.V. Baranov // J. Phys. Chem. C. - 2013. - Vol. 117. - Pp. 12318-12324.

[69] Алешин, А.Н. Температурная и концентрационная зависимости фотолюминесценции композитных пленок MEH-PPV с наночастицами ZnO /А.Н. Алешин, И.П. Щербаков, И.Н. Трапезникова // Физика твердого тела

- 2014. - Том 56. - Выпуск 2. - С. 399-405.

[70] Агранович, В.М. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах / В.М. Агранович, М.Д. Галанин - Москва: Наука, 1978. - c. 38.

[71] Чикалова-Лузина, О.П. /О.П. Чикалова-Лузина, А.Н. Алешин, И.П. Щербаков Особенности переноса энергии в нанокомпозитных пленках на основе полупроводникового полимера MEH-PPV и наночастиц ZnO - 2015.

- Том 57. - Выпуск 3. - С. 603-608.

[72] Bakueva, L. Size-tunable infrared 1000-1600 nm electroluminescence from PbS quantum-dot nanocrystals in a semiconducting polymer / L. Bakueva, S. Musikhin, M.A. Hines, T.-W.F. Chang, M. Tzolov, G.D. Scholes E.H. Sargent // Appl. Phys. Lett. - 2003. - Vol. 82. - Issue 17. - Pp.2895-2897.

[73] Han, D.W. Electron injection enhancement by diamond-like carbon film in organic electroluminescence devices / D.W. Han, S.M. Jeong, H.K. Baik, S.J. Lee, N.C. Yang, D.H. Suh // Thin Solid Films - 2002. - Vol. 420. - Pp.190-194.

[74] Андрианов, А.В. Модификация терагерцового электромагнитного отклика полупроводникового полимера полифлуорена частицами оксида графена /А.В. Андрианов, А.Н. Алешин // Письма в ЖТФ - 2016. - Том 42.

- Выпуск 22. - С. 56-63.

[75] Basiuk, V.A. Stability of interstellar fullerenes under high-dose y-irradiation: new data advances in space research / V.A. Basiuk, G. Albarran, E.V. Basiuk, and J.-M. Saniger. // Adv. Space Res. - 2005. - Vol. 36. - Pp. 173-177.

[76] Albarran, G. Stability of interstellar fullerenes under high-dose c-irradiation / G Albarran, V.A. Basiuk, E.V. Basiuk, J.M. Saniger // Advances in Space Research - 2004. - Vol. 33. - Pp.72-75.

[77] Haydaruzzaman, Effect of gamma radiation on the performance of jute fabrics-reinforced polypropylene composites / Haydaruzzaman, Ruhul A. Khan, Mubarak A. Khan, A.H. Khan, M.A. Hossain // Radiation Physics and Chemistry

- 2009. - Vol. 78. - Pp. 986-993.

[78] Xu, Z. Effect of y-ray radiation on the polyacrylonitrile based carbon fibers / Z. Xu, Y. Huang, C. Min, L. Chen, L. Chen // Radiation Physics and Chemistry

- 2010. - Vol. 79. - Pp. 839-843.

[79] Makuuchi K. Radiation Processing of Polymer Materials and Its Industrial Applications / K. Makuuchi, S.Cheng - Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, 2012. - 415 p.

[80] El-Nahass, M.M. Topological, morphological and optical properties of Gamma irradiated Ni (II) tetraphenyl porphyrin thin films / M.M El-Nahass, H.M. Abd El-Khalek, A.M. Nawar // Optics Communications - 2012. - Vol. 285.

- Pp. 1872-1881.

[81] Pagé, D.J.Y.S. Mixed Radiation Field Effects from a Nuclear Reactor on Poly (Aryl Ether Ether Ketone): A Melt Viscosity Study / D.J.Y.S. Pagé, H.W. Bonin, V.T. Bui, P.J. Bates // Journal of Applied Polymer Science - 2002. - Vol. 86. - Pp. 2713-2719.

[82]. El-Nahass, M.M. Influence of X-ray irradiation on the optical properties of CoMTPP thin films / M.M. El-Nahass, A.H. Ammar, A.A. Atta, A.A.M. Farag, E.F.M. El-Zaidia // Optics Communications - 2011. - Vol. 284. - Pp. 2259-2263.

[83] Wang, H. Radiation-induced oxidation of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) powder by gamma rays and electron beams: A clear dependence of dose rate / H. Wang, L. Xu, J. Hu, M. Wang, G. Wu // Radiation Physics and Chemistry - 2015. - Vol. 115. - Pp. 88-96.

[84] AlSalhi, S.M. Gamma-irradiation effects on the spectral and amplified spontaneous emission (ASE) properties of conjugated polymers in solution / S.M. AlSalhi, S. Prasad, D. Devaraj, Z.S. Abo Mustafa // Polymers - 2017. - Vol. 9. Issue 1. - Pp. 1-14.

[85] Choi, D.H. Luminescence properties of MEH-PPV and its crosslinked polymer: Effect of crosslink on photoluminescence and electroluminescence / D.H. Choi, M.J. Cho, K.I Han, I.-H. Chang, J.S. Song, J.H. Kim, S.-H. Paek, S.-H. Peak, S.-H. Choi // Synthetic Metals. - 2006. - Vol. 156. Issue 9. - Pp. 685689.

[86] Bazani, D.L.M. MEH-PPV Thin Films for Radiation Sensor Applications / D.L.M. Bazani, J.P.H. Lima, and A.M.d. Andrade // EEE SENSORS JOURNAL.

- 2009. - Vol. 9. Issue 7. - Pp. 748-751.

[87] Bronze-Uhle, E.S. MEH-PPV hypsochromic shifts in halogenated solvents induced by y-rays /E.S. Bronze-Uhle, J.F. Borin, A. Batagin-Neto, M.C.O. Alves, C.F.O. Graeff // Materials Chemistry and Physics - 2012. - Vol. 132. - Pp. 846851.

[88] Звайгзне, М.А. Влияние длины молекул поверхностных лигандов на оптические свойства и фотопроводимость конденсатов квантовых точек PbS /М.А. Звайгзне, А.Е. Александров, П.С. Самохвалов, И.Л. Мартынов, Д.А. Лыпенко, А.Р. Тамеев, В.Р. Никитенко, А.А. Чистяков // Письма в ЖТФ - 2017. - Том 43. - Выпуск 19. - С. 21-27.

[89]. Bekasova, O.D. Effect of gamma-ray irradiation on the size and properties of CdS quantum dots in reverse micelles / O.D. Bekasova, A.A. Revina, A.L. Rusanov, E.S. Kornienko, B.I. Kurganov // Radiation Phys. and Chem.- 2013. -Vol. 92. - Pp. 87-92.

[90]. Withers, N.J. Rapid degradation of CdSe/ZnS colloidal quantum dots exposed to gamma irradiation / N.J Withers, K. Sankar, B.A. Akins, T.A. Memon, T. Gu, J. Gu, G.A. Smolyakov, M.R. Greenberg, T.J. Boyle, M.J. Osinski // Applied Physics Letters - 2008. - Vol. 93. - Issue 17. - Pp. 173101(1-

3)

[91] Kaltenbrunner, M. Ultrathin and lightweight organic solar cells with high flexibility / M. Kaltenbrunner, M.S. White, E.D. Glowacki, T. Sekitani, T. Someya, N. S. Sariciftci & S. Bauer // Nature Communications - 2012. - Vol. 3. Issue 770. - Pp. 1-7.

[92] Valkova, L.A. The influence of molecular structure and п-system extent on nano and microstructure of Langmuir layers of copper azaporphyrins / L.A. Valkova, V.V. Erokhin, A.S. Glibin, O.I. Koifman // Journal of Porphyrins and Phthalocyanines.- 2011. - Vol. 15. Issue 10. - Pp. 1044-1051.

[93] Gomez-Aguilar, R. Low cost instrumentation for spin-coating deposition of thin films in an undergraduate laboratory / R. Gomez-Aguilar, J. Ortiz-Lopez // Lat. Am. J. Phys. Educ.- 2011. - Vol. 5. Issue 2. - Pp. 368-373.

[94] Захарова, И.Б. Оптические свойства, электронная структура и колебательный спектр тонких пленок C60-TPP / И.Б Захарова., О.Е. Квятковский, Е.Г. Доненко, Ю.Ф. Бирюлин // ФТТ - 2009. - Том. 51. -Выпуск 9. - С. 1860-1867.

[95] Романов, Н.М. Состав и структура тонких пленок на основе металлопорфириновых комплексов / Н.М. Романов, И.Б. Захарова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета - 2016. - Выпуск 2 (242). - С. 9-18.

[96] Antony, J. Modelling the Runtime of the Gaussian Computational Chemistry Application and Assessing the Impacts of Microarchitectural Variations / J. Antony, A.P.Rendell, R. Yang, G. Trucks, M.J. Frisch // Procedia Computer Science - 2011. - Vol. 4. - Pp. 281-291.

[97] Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange / A.D. Becke // J. Chem. Phys. - 1993. - Vol. 98. Issue 7. - Pp. 56485652.

[98] Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr. // Phys. Rev. B. - 1988. - Vol. 37. Issue 2. - Pp. 785-789.

[99] Elistratova, M.A. Electronic structure, optical and magnetic properties of tetraphenylporphyrins-fullerene molecular complexes / M A Elistratova, I B Zakharova, N M Romanov, O E Kvyatkovskii, I Zakharchuk, E Lahderanta and T L Makarova // Journal of Physics: Conference Series - 2016. - Vol. 690. Issue 1. - Pp. 012012 (1-4)

[100] Захарова, И.Б. Оптические и структурные свойства пленок фуллерена с добавлением теллурида кадмия / И.Б. Захарова, В.М. Зиминов, Н.М. Романов, О.Е. Квятковский, Т.Л. Макарова // Физика твердого тела. - 2014.

- Том 56. - Выпуск 5. - С. 1024-1029.

[101] Квятковский, О.Е. ab initio расчеты супрамолекулярных комплексов фуллерена C60 с CdTe и CdS / О.Е. Квятковский, И.Б. Захарова, В.М. Зиминов // ФТТ - 2014. - Том 56. - Выпуск 6. - С. 1240-1245.

[102] Elistratova, M.A. Obtaining and investigation of C60 <A2B6> semiconductor compounds with a view to create effective solar cells / M.A. Elistratova, I.B. Zakharova and N.M. Romanov // J. Phys.: Conf. Ser. - 2015. -Vol. 661. Issue 1. - Pp. 012030(1-4).

[103] Макарова, Т.Л. Ориентированный рост бескислородных кристаллитов C60 на кремниевых подложках / Т.Л. Макарова, И.Б. Захарова, Т.И. Зубкова, А.Я. Вуль / ФТТ- 1999. - Том 41. - Выпуск 2. - С. 354-359.

[104] Elistratova, M. Optical spectroscopy of organic materials based on C60<A2B6> /M. Elistratova, N. Romanov, I. Zakharova and O. Kvyatkovskii // Journal of Physics: Conference Series - 2014. - Vol. 541. Issue 1. - Pp. 012021(1-6)

[105] Elistratova, M.A. X-ray radiation influence on photoluminescence spectra of composite thin films based on C60<CdTe> / M.A. Elistratova, I.B. Zakharova and N.M. Romanov // Journal of Physics: Conference Series - 2015. - Vol. 586. Issue 1. - Pp. 012002(1-4)

[106] Романов, Н.М. Диагностика тонких плёнок фуллерен/теллурид кадмия и их стабильности под действием рентгеновского излучения методом ИК спектроскопии / Н.М. Романов, И.Б. Захарова, E. Lahderanta // Оптический журнал - 2007. - Том 84. - Выпуск 12. - С. 50-55.

[107] Pluchery, O. Infrared spectroscopy characterization of 3C-SiC epitaxial layers on silicon / O. Pluchery, J.-M. Costantini // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2012.

- Vol. 45. Issue 1. - Pp. 495101(1-7).

[108] Seeger K. Semiconductor physics: an introduction. Chapter 11. Optical absorption and reflection / K. Seeger - Berlin: Springer, 2004. P. 324-401.

[109] García-Amaya, I.V. Spectroscopic studies of the behavior of Eu3+ on the luminescence of cadmium tellurite glasses / I.V. García-Amaya, M.E. Zayas, J.Alvarado-Rivera, E.Álvarez, S.A. Gallardo-Heredia, G.A. Limón, R. Lozada-Morales, J.M. Rincón // Journal of Spectroscopy - 2015. - Vol. 2015. - Pp. 478329 (1-7).

[110] Sreekanth, T.V., Toxicity and efficacy of CdO nanostructures on the MDCK and Caki-2 cells / T.V. Sreekanth, M. Pandurangan, G.R. Dillip, D.H.

Kim, Y.R Lee. // Journal of Photochemistry & Photobiology. B: Biology. - 2016.

- Vol. 164. - Pp. 174-181

[111] Jan, N.A. Effect of heat treatment on the structural modification of neodymium doped tellurite glass / N.A. Jan, M.R. Sahar // Chalcogenide Letters.

- 2016. - Vol. 13. Issue 9. - Pp. 417-426.

[112] Sohn, W.Y. Structure and energetics of C60O: a theoretical study / W.Y. Sohn, T.W. Kim, J.S. Lee // J. Phys. Chem. A. - 2010. - Vol. 114. - Pp. 19391943

[113] Slabko O.Y. Thio- and selenocyanation reactions of quinone imines-derivatives of Pyrido[1,2-a]benzimidazole / O.Y. Slabko, A.V. Kanchanov, V.A. Kaminskii // Synthetic Communications. - 2012. - Vol. 42. - Issue 16. - Pp. 2464-2470.

[114] Osyanin V.A. Reactions of o-quinone methides with pyridinium methylides: a diastereos elective synthesis of 1,2-dihydronaphtho[2,1-b]furans and 2,3-dihydrobenzofurans / V.A. Osyanin, D.V. Osipov, Y.N. Klimochkin // J. Org. Chem. - 2013. - Vol. 78. - Pp. 5505-5520.

[115] More, C.V. Detection of new polymer materials as gamma ray-shielding materials Radiation Effects and Defects in Solids / C.V. More, R.R. Bhosale & P.P. Pawar // Radiation Effects and Defects in Solids - 2017. - Vol. 172. Issue 5.

- Pp. 469-484.

[116] Елистратова, М.А. Спектральная зависимость фотолюминесценции тонких пленок молекулярных комплексов ZnTPP-C60 и CuTPP-C60 / М.А. Елистратова, И.Б. Захарова, Н.М. Романов, В.Ю. Паневин, О.Е. Квятковский // Физика и техника полупроводников - 2016. - Том. 50. -Выпуск 9. - С. 1213-1219.

[117] Trinh, C. Chemical Annealing of Zinc Tetraphenylporphyrin Films: Effects on Film Morphology and Organic Photovoltaic Performance / C. Trinh, M.T. Whited, A. Steiner, C.J. Tassone, M.F. Toney, M.E. Thompson. // Chem. Mater.

- 2012. - Vol. 24. - Issue 13. - Pp. 2583-2591

[118] Perlovich, G.L. Thermodynamics of porphyrin sublimation / G.L. Perlovich, O.A. Golubchikov, M.E. Klueva // J. Porphyrins Phthalocyanines. -2000. - Vol. 4. - Issue 8. - Pp. 699- 706.

[119] Byrn M.P. Porphyrin sponges: conservative of host structure in over 200 porphyrin-based lattice clathrates / M.P. Byrn, C.J. Curtis, Y. Hsiou, S.I. Khan, P.A. Sawin, S.K. Tendick, A. Terzis, and C.E. Strouse // J. Am. Chem. Soc. -1993. - Vol. 115. - Issue 21. - Pp. 9480-9497.

[120] Perlovich G.L. Thermophysical and structural investigations of crystalline solvates based on tetraphenylporphyrin and its copper complex / G.L. Perlovich, W. Zielenkiewicz, E. Utzig, Z. Kaszkur, O.A. Golubchikov // Thermochimica Acta - 1996. - Vol. 279. - Pp. 121-136.

[121] Cook L. Structural Aspects of Porphyrins for Functional Materials Applications / L. Cook, G. Brewer and W. Wong-Ng // Crystals - 2017. - Vol. 7. Issue 223. - Pp. 1-22.

[122] Perlovich, G.L. Thermophysical and structural properties of crystalline solvates of tetraphenylporphyrin and their zinc, copper and cadmium metallo-complexes / G.L. Perlovich, W. Zielenkiewicz, Z. Kaszkur, E. Utzig, O.A. Golubchikov // Thermochimica Acta. - 1998. - Vol. 311. - Issue 1. - Pp. 163171

[123] Захарова, И.Б. Особенности электронной структуры агрегированных форм ZnTPP по данным оптических измерений и квантово-химических расчетов / И.Б. Захарова, М.А. Елистратова, Н.М. Романов, О.Е. Квятковский // Физика и техника полупроводников - 2018. - Том 52. -Выпуск 13. - С. 1601-1607.

[124] Ениколопян Н.С., Порфирины: спектроскопия, электрохимия, применение / Н.С. Ениколопян, Аскаров К. А., Березин Б. Д., Евстигнеева Р. П. - Москва: Наука, 1987. - 333 c.

[125] Brookfield, R.L. Luminescence of porphyrins and metalloporphyrins. Part 11.—Energy transfer in zinc-metal-free porphyrin dimers / R.L. Brookfield, H. Ellul, A. Harriman, G. Porter. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. - 1986. - Vol. 82. Issue 2. - Pp. 219-233

[126] Романов Н.М. Деградация фотолюминесценции тонких пленок ZnTPP и ZnTPP-C60 под действием гамма-облучения / Н.М. Романов, М.А. Елистратова, E. Lahderanta, И.Б. Захарова // Физика и техника полупроводников - 2018. - Том 52. - Выпуск 8. - С. 931-938.

[127] Романов Н.М. Структура тонких пленок ZnTPP, ZnTPP-C60 и влияние рентгеновского излучения на их фотолюминесценцию / Н.М. Романов, И.Б. Захарова, М.А. Елистратова, E. Lahderanta // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки - 2018. - Том 11. -Выпуск 2. - С. 26-40.

[128] Морозов, П.В. Оптические свойства гибридных нанокомпозитов поли-^фениленвинилен-сульфид кадмия / П.В. Морозов, Е.И. Григорьев, С.А. Завьялов, В.Г. Клименко, А.А. Несмелов, А.Ю. Вдовиченко, С.Н. Чвалун. // Журнал технической физики - 2013. - Том 83. - Выпуск 3. - С. 101-106.

[129] Dhibi, O. Optical and structural properties of MEH-PPV:C60-based structures / O. Dhibi, A. Ltaief, A. Bouazizi // Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures - 2013. - Vol. 21. - Issue 10. - Pp. 894-900.

[130] Laquai F., Transfer in organic materials: From fundamentals to optoelectronic devices / F. Laquai, Y.-S. Park, J.-J. Kim, T. Basche // Macromol. Rapid Commun - 2009. - Vol. 30. - Pp. 1203-1231.

[131] Han X. Effect of polymer-substrate interactions on the surface morphology of polymer blend thin films / X. Han, C. Luo, Y. Dai, H. Liu // Journal of Macromolecular Science. Part B: Physics. - 2008. - Vol. 47. - Issue 6. - Pp. 1050-1061

[132] Liang, G.-D. Effect of substrate surface on dewetting behavior and chain orientation of semicrystalline block copolymer thin films / G.-D. Liang, J.-T. Xu, Z.-Q. Fan // J. Phys. Chem. B. - 2006. - Vol. 110. - Issue 45. - Pp. 24384-24389

[133] Ruseckas, A. Ultrafast depolarization of the fluorescence in a conjugated polymer / A. Ruseckas, P. Wood, I.D.W. Samuel, G.R. Webster, W.J. Mitchell, P.L. Burn, V. Sundstrom // Physical Review. B. - 2005. - Vol. 72. - Issue 11. -Pp. 1203-1231.

[134] Grage, M.M.L. Conformational disorder and energy migration in MEH-PPV with partially broken conjugation / M.M.L. Grage, P.W. Wood, A. Ruseckas, T. Pullerits, W. Mitchell, P.L. Burn, I.D.W. Samuel, V. Sundsrtom // J. Chem. Phys. - 2003. - Vol. 118. - Issue 16. - Pp. 7644-7650.

[135] Романов, Н.М. Влияние гамма-излучения на тонкие нанокомпозитные пленки MEH-PPV/C60 / Романов Н.М., Захарова И.Б., Малова М.М., Елистратова М.А., Мусихин С.Ф. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. - 2018. - Том 11. - Выпуск 4. -С. 24-34.

[136] Романов, Н.М. Спектральная зависимость фотолюминесценции нанокомпозита MEH-PPV/H2TPP и её изменения под действием гамма-излучения / Н.М. Романов, СФ. Мусихин, И.Б. Захарова, Э. Лахдеранта. -2019 - Том 83. - Выпуск 2. - С.18-22.

[137] Zhang, X.-L. Identifying the Assembly Configuration and Fluorescence Spectra of Nanoscale Zinc-Tetraphenylporphyrin Aggregates with Scanning Tunneling Microscopy / X.-L. Zhang, J.-W. Jiang, Y.-T. Liu, S.-T. Lou, C.-L. Gao and Q.-Y. Jin // Scientific Reports. - 2016. - Vol. 6. - Pp. 22756 (1-7).

[138] Murphy, C.B. Probing Fo1rster and Dexter Energy-Transfer Mechanisms in Fluorescent Conjugated Polymer Chemosensor / C.B. Murphy, Y. Zhang, T. Troxler, V. Ferry, J.J. Martin, and W.E. Jones, Jr. // J. Phys. Chem. B. - 2004. -Vol. 108. - Pp. 1537-1543.

[139] Романов, Н.М. Воздействие гамма-излучения на люминесценцию нанокомпозитов проводящего полимера MEH-PPV с квантовыми точками сульфида свинца / Н.М. Романов, С.Ф. Мусихин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки - 2018. - Том 11. -Выпуск 2. - С. 41-48.

[140] Романов, Н.М. Действие гамма-излучения на люминесценцию и фотопроводимость нанокомпозита MEH-PPV - сульфид свинца / Н.М. Романов, М.М. Малова, Э. Лахдеранта, С.Ф. Мусихин. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. - 2018. -Том 11. - Выпуск 4. - С. 34-46.

[141] Lund, A. Applications of EPR in Radiation Research / A. Lund, M. Shiotani - New York City: Springer, 2014. - 773p.

[142] Громова, Ю. А. Перенос энергии в жестких растворах с негомогенным распределением компонентов на основе квантовых точек и органических молекул / Ю.А. Громова, М.А. Курочкина, В.Г. Маслов, А.В. Баранов, А.В. Фёдоров, А.О. Орлова // Оптика и спектроскопия - 2017 - Том 122. -Выпуск 1. - С. 96-101.

[143] Liu, J. Aggregation Control of Quantum Dots through Ion-Mediated Hydrogen Bonding Shielding/J. Liu, X. Yang, K. Wang, X. He, Q. Wang, J. Huang, and Y. Liu // ACS Nano - 2012 - Vol. 6. -Issue 6. - Pp. 6701-6727.

[144] Матюшкин Л.Б. / Л.Б. Матюшкин, Н.М. Романов. Влияние гамма-облучения на фотолюминесценцию нанокристаллов CsPbBr3 и CdSe/ZnS // Оптический журнал - 2017 - Том 85 - Выпуск 2. - С. 72-74.

[145] Матюшкин, Л.Б. Фотолюминесценция нанокристаллов перовскитов CsPbX3 (X=Cl, Br, I) и твердых растворов на их основе / Л.Б. Матюшкин, В.А. Мошников // Физика твердого тела - 2017. - Том 51. - Выпуск 10. - С. 1387-1392.

[146] Martynenko I.V. Application of semiconductor quantum dots in bioimaging and biosensing / I.V. Martynenko, A.P. Litvin, F. Purcell-Milton,

A.V. Baranov, A.V. Fedorov and Y.K. Gun'ko // J. Mater. Chem. B - 2017 - Vol. 5. - Pp. 6701-6727.

[147] Мошников, В.А. Наночастицы, наносистемы и их применение. Ч.1. Коллоидные квантовые точки / О.А. Александрова, Д.М. Галиева, А.О. Дробинцева, И.М. Кветной, Ю.С. Крылова, Д.С. Мазинг, Л.Б. Матюшкин,

B.А. Мошников, С.Ф. Мусихин, В.О. Полякова, О.А. Рыжов, А.А. Щеглова; Учебное пособие / под ред. В. А. Мошникова, О. А. Александровой. - Уфа: Аэтерна, 2016. - 330 с.