Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы
Исследованы низкотемпературные спектры флуоресценции и возбуждения (Т = 5–150 К) кремний-органических фотопроводников поли(ди-n-гексилсилана) (ПДГС) и поли(метилфенилсилана) (ПМФС), внедренных в поры мезопористых материалов МСМ-41 и СБА-15 с диаметром пор 2,8 и 5,8 нм соответственно. Обнаружено,...
Збережено в:
| Дата: | 2004 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2004
|
| Назва видання: | Физика низких температур |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119735 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы / Н. Остапенко, Н. Котова, Г. Тельбиз, С. Суто, A. Ватанабэ // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 658-665. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-119735 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1197352017-06-09T03:03:25Z Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы Остапенко, Н. Котова, Н. Тельбиз, Г. Суто, С. Ватанабэ, A. Низкоразмерные и неупорядоченные системы Исследованы низкотемпературные спектры флуоресценции и возбуждения (Т = 5–150 К) кремний-органических фотопроводников поли(ди-n-гексилсилана) (ПДГС) и поли(метилфенилсилана) (ПМФС), внедренных в поры мезопористых материалов МСМ-41 и СБА-15 с диаметром пор 2,8 и 5,8 нм соответственно. Обнаружено, что спектры флуоресценции наноструктур полимеров зависят от размера пор и существенно отличаются от спектров пленок. В спектрах флуоресценции наноструктур размером 2,8 нм впервые обнаружены новые полосы в видимой области с максимумами 410 нм для ПДГС и 460 нм для ПМФС. Предполагается, что новые полосы в спектре флуоресценции связаны с образованием дефектных состояний в результате существенного изменения конформации полимерных цепей вблизи поверхности пор. Изменение симметрии полимерных цепей вблизи таких дефектов приводит к появлению в спектре возбуждения ПДГС новой полосы с максимумом 300 нм. Дефектная природа новых полос флуоресценции подтверждается температурными исследованиями, а также исчезновением этих полос при увеличении размеров пор до 5,8 нм. Досліджено низькотемпературні спектри флуоресценції та збудження (Т = 5–150 К) кремній-органічних фотопровідників полі(ді-n-гексилсилану) (ПДГС) та полі(метілфенілсилану) (ПМФС), що знаходилися в порах мезопористих матеріалів МСМ-41 та СБА-15 з діаметром пор 2,8 і 5,8 нм відповідно. Знайдено, що спектри флуоресценції наноструктур полімерів залежать від розмірів пор і суттєво відрізняються від спектрів плівок. В спектрах флуоресценції наноструктур розміром 2,8 нм вперше виявлено нові смуги з максимумами 410 нм для ПДГС та 460 нм для ПМФС. Вважаємо, що нові смуги у спектрі флуоресценції пов’язані з виникненням дефектних станів в результаті значної зміни конформації полімерних ланцюгів поблизу поверхні пор. Зміна симетрії полімерних ланцюгів поблизу таких дефектів приводить до появи у спектрі збудження ПДГС нової смуги з максимумом 300 нм. Дефектна природа нових смуг флуоресценції підтверджується температурними дослідженнями, а також зникненням цих смуг при збільшенні розмірів пор до 5,8 нм. The fluorescence and excitation spectra (T = 5–150 K) of silicon-organic photoconductors (PDHS) and (PMPS) embedded into mesoporous materials MSM-41 and SBA-15 with pore diameters of 2,8 and 5,8 nm, respectively, have been investigated. It is shown that the spectra of the nanostructured polymers depend on pore diameters and differ essentially from those of the bulk film. New fluorescence bands of 410 and 460 nm maxima were observed for the first time in the visible region of the spectra of PDNS and PMPS, respectively, embedded into the pores of 2.8 nm. The new fluorescence bands are supposed to be connected with the defect states formed due to the essential change of the conformation of the polymer chains near the pore surface. The change in the polymer chains symmetry near such defects gives rise to a new band in the excitation spectrum of PDHS at 300 nm. The defect nature of the new fluorescence bands is confirmed by the temperature investigations and the disappearance of these bands with an increase of the pore diameters up to 5.8 nm. 2004 Article Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы / Н. Остапенко, Н. Котова, Г. Тельбиз, С. Суто, A. Ватанабэ // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 658-665. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 78.55.Kz, 78.55.Mb http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119735 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Низкоразмерные и неупорядоченные системы Низкоразмерные и неупорядоченные системы |
| spellingShingle |
Низкоразмерные и неупорядоченные системы Низкоразмерные и неупорядоченные системы Остапенко, Н. Котова, Н. Тельбиз, Г. Суто, С. Ватанабэ, A. Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы Физика низких температур |
| description |
Исследованы низкотемпературные спектры флуоресценции и возбуждения (Т = 5–150 К)
кремний-органических фотопроводников поли(ди-n-гексилсилана) (ПДГС) и поли(метилфенилсилана)
(ПМФС), внедренных в поры мезопористых материалов МСМ-41 и СБА-15 с диаметром
пор 2,8 и 5,8 нм соответственно. Обнаружено, что спектры флуоресценции наноструктур
полимеров зависят от размера пор и существенно отличаются от спектров пленок. В
спектрах флуоресценции наноструктур размером 2,8 нм впервые обнаружены новые полосы в
видимой области с максимумами 410 нм для ПДГС и 460 нм для ПМФС. Предполагается, что
новые полосы в спектре флуоресценции связаны с образованием дефектных состояний в результате
существенного изменения конформации полимерных цепей вблизи поверхности пор.
Изменение симметрии полимерных цепей вблизи таких дефектов приводит к появлению в
спектре возбуждения ПДГС новой полосы с максимумом 300 нм. Дефектная природа новых полос
флуоресценции подтверждается температурными исследованиями, а также исчезновением
этих полос при увеличении размеров пор до 5,8 нм. |
| format |
Article |
| author |
Остапенко, Н. Котова, Н. Тельбиз, Г. Суто, С. Ватанабэ, A. |
| author_facet |
Остапенко, Н. Котова, Н. Тельбиз, Г. Суто, С. Ватанабэ, A. |
| author_sort |
Остапенко, Н. |
| title |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| title_short |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| title_full |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| title_fullStr |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| title_full_unstemmed |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| title_sort |
размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2004 |
| topic_facet |
Низкоразмерные и неупорядоченные системы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119735 |
| citation_txt |
Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы / Н. Остапенко, Н. Котова, Г. Тельбиз, С. Суто, A. Ватанабэ // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 658-665. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT ostapenkon razmernyjéffektvspektrahfluorescenciipolisilanovvnedrennyhvmezoporistyematerialy AT kotovan razmernyjéffektvspektrahfluorescenciipolisilanovvnedrennyhvmezoporistyematerialy AT telʹbizg razmernyjéffektvspektrahfluorescenciipolisilanovvnedrennyhvmezoporistyematerialy AT sutos razmernyjéffektvspektrahfluorescenciipolisilanovvnedrennyhvmezoporistyematerialy AT vatanabéa razmernyjéffektvspektrahfluorescenciipolisilanovvnedrennyhvmezoporistyematerialy |
| first_indexed |
2025-07-08T16:30:23Z |
| last_indexed |
2025-07-08T16:30:23Z |
| _version_ |
1837097001540386816 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6, ñ. 658–665
Ðàçìåðíûé ýôôåêò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè
ïîëèñèëàíîâ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
Í. Îñòàïåíêî1, Í. Êîòîâà1, Ã. Òåëüáèç2, Ñ. Ñóòî3, A. Âàòàíàáý4
1Èíñòèòóò ôèçèêè ÍÀÍ Óêðàèíû, ïð. Íàóêè, 46, ã. Êèåâ, 03028, Óêðàèíà
E-mail: ostap@iop.kiev.ua
2Èíñòèòóò ôèçè÷åñêîé õèìèè ÍÀÍ Óêðàèíû, ïð. Íàóêè, 31, ã. Êèåâ, 03039, Óêðàèíà
3Department of Physics, Graduate School of Science, Tohoku University, Sendai, 980-8578, Japan
4Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Sendai, 980-8577, Japan
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 9 äåêàáðÿ 2003 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 19 ÿíâàðÿ 2004 ã.
Èññëåäîâàíû íèçêîòåìïåðàòóðíûå ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ (Ò = 5–150 Ê)
êðåìíèé-îðãàíè÷åñêèõ ôîòîïðîâîäíèêîâ ïîëè(äè-n-ãåêñèëñèëàíà) (ÏÄÃÑ) è ïîëè(ìåòèëôå-
íèëñèëàíà) (ÏÌÔÑ), âíåäðåííûõ â ïîðû ìåçîïîðèñòûõ ìàòåðèàëîâ ÌÑÌ-41 è ÑÁÀ-15 ñ äèà-
ìåòðîì ïîð 2,8 è 5,8 íì ñîîòâåòñòâåííî. Îáíàðóæåíî, ÷òî ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè íàíîñòðóê-
òóð ïîëèìåðîâ çàâèñÿò îò ðàçìåðà ïîð è ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò ñïåêòðîâ ïëåíîê. Â
ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè íàíîñòðóêòóð ðàçìåðîì 2,8 íì âïåðâûå îáíàðóæåíû íîâûå ïîëîñû â
âèäèìîé îáëàñòè ñ ìàêñèìóìàìè 410 íì äëÿ ÏÄÃÑ è 460 íì äëÿ ÏÌÔÑ. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî
íîâûå ïîëîñû â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ñâÿçàíû ñ îáðàçîâàíèåì äåôåêòíûõ ñîñòîÿíèé â ðå-
çóëüòàòå ñóùåñòâåííîãî èçìåíåíèÿ êîíôîðìàöèè ïîëèìåðíûõ öåïåé âáëèçè ïîâåðõíîñòè ïîð.
Èçìåíåíèå ñèììåòðèè ïîëèìåðíûõ öåïåé âáëèçè òàêèõ äåôåêòîâ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ â
ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ íîâîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì 300 íì. Äåôåêòíàÿ ïðèðîäà íîâûõ ïî-
ëîñ ôëóîðåñöåíöèè ïîäòâåðæäàåòñÿ òåìïåðàòóðíûìè èññëåäîâàíèÿìè, à òàêæå èñ÷åçíîâåíèåì
ýòèõ ïîëîñ ïðè óâåëè÷åíèè ðàçìåðîâ ïîð äî 5,8 íì.
Äîñë³äæåíî íèçüêîòåìïåðàòóðí³ ñïåêòðè ôëóîðåñöåíö³¿ òà çáóäæåííÿ (Ò = 5–150 Ê)
êðåìí³é-îðãàí³÷íèõ ôîòîïðîâ³äíèê³â ïîë³(ä³-n-ãåêñèëñèëàíó) (ÏÄÃÑ) òà ïîë³(ìåò³ëôåí³ëñè-
ëàíó) (ÏÌÔÑ), ùî çíàõîäèëèñÿ â ïîðàõ ìåçîïîðèñòèõ ìàòåð³àë³â ÌÑÌ-41 òà ÑÁÀ-15 ç
ä³àìåòðîì ïîð 2,8 ³ 5,8 íì â³äïîâ³äíî. Çíàéäåíî, ùî ñïåêòðè ôëóîðåñöåíö³¿ íàíîñòðóêòóð
ïîë³ìåð³â çàëåæàòü â³ä ðîçì³ð³â ïîð ³ ñóòòºâî â³äð³çíÿþòüñÿ â³ä ñïåêòð³â ïë³âîê.  ñïåêòðàõ
ôëóîðåñöåíö³¿ íàíîñòðóêòóð ðîçì³ðîì 2,8 íì âïåðøå âèÿâëåíî íîâ³ ñìóãè ç ìàêñèìóìàìè 410 íì
äëÿ ÏÄÃÑ òà 460 íì äëÿ ÏÌÔÑ. Ââàæàºìî, ùî íîâ³ ñìóãè ó ñïåêòð³ ôëóîðåñöåíö³¿ ïîâ’ÿçàí³ ç
âèíèêíåííÿì äåôåêòíèõ ñòàí³â â ðåçóëüòàò³ çíà÷íî¿ çì³íè êîíôîðìàö³¿ ïîë³ìåðíèõ ëàíöþã³â
ïîáëèçó ïîâåðõí³ ïîð. Çì³íà ñèìåò𳿠ïîë³ìåðíèõ ëàíöþã³â ïîáëèçó òàêèõ äåôåêò³â ïðèâîäèòü
äî ïîÿâè ó ñïåêòð³ çáóäæåííÿ ÏÄÃÑ íîâî¿ ñìóãè ç ìàêñèìóìîì 300 íì. Äåôåêòíà ïðèðîäà íî-
âèõ ñìóã ôëóîðåñöåíö³¿ ï³äòâåðäæóºòüñÿ òåìïåðàòóðíèìè äîñë³äæåííÿìè, à òàêîæ çíèêíåííÿì
öèõ ñìóã ïðè çá³ëüøåíí³ ðîçì³ð³â ïîð äî 5,8 íì.
PACS: 78.55.Kz, 78.55.Mb
Ââåäåíèå
Èíòåðåñ ê èññëåäîâàíèþ ñòðóêòóðû è ìîðôîëî-
ãèè óëüòðàòîíêèõ ïîëèìåðíûõ ïëåíîê è êîìïîçèò-
íûõ ñèñòåì íà èõ îñíîâå îïðåäåëÿåòñÿ ïðåæäå âñåãî
âîçìîæíîñòüþ èçìåíåíèÿ îïòè÷åñêèõ è ýëåêòðè÷å-
ñêèõ ñâîéñòâ ýòèõ ïîëèìåðîâ â îãðàíè÷åííûõ îáúå-
ìàõ ïðè óìåíüøåíèè òîëùèíû. Â ýòèõ óñëîâèÿõ
ïðîöåññû âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëèìåðîâ ñ ïîâåðõíî-
ñòüþ äàþò ñóùåñòâåííûé âêëàä ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðî-
öåññàìè ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó
ïîëèìåðíûìè öåïÿìè. Èññëåäîâàíèå ýòèõ ñèñòåì
èìååò òàêæå è ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå, ñâÿçàííîå ñ
© Í. Îñòàïåíêî, Í. Êîòîâà, Ã. Òåëüáèç, Ñ. Ñóòî, A. Âàòàíàáý, 2004
èñïîëüçîâàíèåì óëüòðàòîíêèõ ïîëèìåðíûõ ïëåíîê
â ìèêðîýëåêòðîíèêå è â ýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûõ
óñòðîéñòâàõ. Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå õàðàê-
òåðèñòèêè òàêèõ ïëåíîê ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü è ìî-
äåëèðîâàòü êîìïîçèòû è ñìàçî÷íûå ïëåíêè ñ íàïå-
ðåä çàäàííûìè ñâîéñòâàìè [1,2].
Êîìïîçèòíûå ñèñòåìû íà îñíîâå ïîëèìåðîâ, âíå-
äðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû ñ íàíîðàçìåð-
íûìè ïîðàìè, ÿâëÿþòñÿ íîâûì êëàññîì ñòðóêòóð
[3–7], êîòîðûå ïîçâîëÿþò èññëåäîâàòü è êîíòðîëè-
ðîâàòü ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ ïðè ïåðåõîäå îò ïëåíîê
ê íàíîñòðóêòóðàì. Ýòè èññëåäîâàíèÿ ñòèìóëèðóåò
òàêæå èñïîëüçîâàíèå óëüòðàòîíêèõ ïëåíîê ïîëèñè-
ëàíîâ â êà÷åñòâå òðàíñïîðòíûõ ñëîåâ â ìíîãîñëîé-
íûõ ýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûõ óñòðîéñòâàõ [8] è àê-
òèâíûõ ýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûõ ìàòåðèàëîâ â ÓÔ
îáëàñòè [1,9]. Óíèêàëüíûå ñâîéñòâà ïîëèñèëàíîâ,
êàê íàïðèìåð, ñèëüíîå ïîãëîùåíèå â óëüòðàôèîëå-
òîâîé îáëàñòè, âûñîêèé êâàíòîâûé âûõîä ôëóîðåñ-
öåíöèè, ñèëüíàÿ çàâèñèìîñòü ýíåðãèè ýëåêòðîííûõ
ïåðåõîäîâ îò êîíôîðìàöèè ïîëèìåðíûõ öåïåé [10],
ïîçâîëÿþò ðåãèñòðèðîâàòü îïòè÷åñêèå ñïåêòðû
óëüòðàòîíêèõ ïëåíîê, ñîäåðæàùèõ ìàëîå êîëè÷åñò-
âî âåùåñòâà, à òàêæå èññëåäîâàòü èçìåíåíèå èõ ôî-
òîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïðè ïåðåõîäå îò ïëåíîê ê
íàíîñòðóêòóðàì.
Òèïè÷íûå ïðåäñòàâèòåëè ýòîãî êëàññà ïîëèìåðîâ
ñ íàèáîëåå èññëåäîâàííûìè ñâîéñòâàìè — ïîëè
(äè-n-ãåêñèëñèëàí) (ÏÄÃÑ) è ïîëè(ìåòèëôåíèëñè-
ëàí) (ÏÌÔÑ), êîòîðûå îòëè÷àþòñÿ áîêîâûìè ãðóï-
ïàìè. Áîêîâûå ãðóïïû ÏÄÃÑ ñîñòîÿò òîëüêî èç àë-
êèëüíûõ çàìåùåííûõ (ñì. âñòàâêó íà ðèñ. 1), â òî
âðåìÿ êàê áîêîâûå ãðóïïû ÏÌÔÑ ñîäåðæàò êàê àë-
êèëüíûå, òàê è àðèëüíûå çàìåùåííûå (ñì. âñòàâêó
íà ðèñ. 4). Âûáîð ýòèõ ïîëèìåðîâ âûçâàí òàêæå âîç-
ìîæíîñòüþ îáúÿñíèòü ïðèðîäó âèäèìîé ôëóîðåñöåí-
öèè ïîëèñèëàíîâ, êîòîðàÿ äî ñèõ ïîð äèñêóòèðóåòñÿ
â ëèòåðàòóðå [11–18]. Ñóùåñòâóþùèå ìîäåëè ïðåä-
ïîëàãàþò, ÷òî ïðèðîäà òàêîé ôëóîðåñöåíöèè ñâÿçàíà
c íàëè÷èåì â ïîëèñèëàíàõ êàê àðèëüíûõ, òàê è àë-
êèëüíûõ áîêîâûõ ãðóïï [11,12,14], à òàêæå çàâèñèò
îò äëèíû àëêèëüíûõ çàìåùåííûõ [15,18]. Êàê áóäåò
ïîêàçàíî íèæå, âèäèìàÿ ôëóîðåñöåíöèÿ èññëåäóå-
ìûõ ïîëèñèëàíîâ íå çàâèñèò îò òèïà áîêîâûõ ãðóïï
è äëèíû öåïè àëêèëüíûõ çàìåùåííûõ, à îáóñëîâëå-
íà íàëè÷èåì â ïîëèìåðíûõ öåïÿõ äåôåêòîâ, âîç-
íèêàþùèõ â ðåçóëüòàòå êîíôîðìàöèè ïîëèìåðíîé
öåïè.
 äàííîé ðàáîòå âïåðâûå èññëåäîâàíû ñïåêòðû
ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ (Ò = 5–150 Ê) ÏÄÃÑ
è ÏÌÔÑ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
ÌÑÌ-41 è ÑÁÀ-15 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 è 5,8 íì ñîîò-
âåòñòâåííî. Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçó-
ëüòàòîâ ñ äàííûìè äëÿ ïëåíîê ýòèõ ïîëèìåðîâ.
Ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ, íàáëþäàåìûå â ñïåêòðàõ
ôëóîðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ ïðè ïåðåõîäå îò ïëåíîê ê
íàíîñòðóêòóðàì, àíàëèçèðóþòñÿ íà îñíîâå ïðîöåññîâ
êîíêóðåíöèè âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëèìåðíûõ öåïåé ñ ïî-
âåðõíîñòüþ ïîðû è ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿìè. Ïðåäëîæåí ïðîñòîé ïóòü
óïðàâëåíèÿ âåëè÷èíàìè ýòèõ âçàèìîäåéñòâèé, ñâÿçàí-
íûé ñ èçìåíåíèåì ðàçìåðîâ ïîð.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà
Êðåìíåçåìíûé ÌÑÌ-41 ñèíòåçèðîâàëè ïî ìåòî-
äèêå, îïèñàííîé â [19]. Ïîëó÷åííûå ìàòåðèàëû
ôèëüòðîâàëè, ïðîìûâàëè è ñóøèëè íà âîçäóõå ïðè
323 Ê. Äëÿ óäàëåíèÿ òåìïëàòà ÌÑÌ-41 ïðîêàëèâà-
ëè 23 ÷àñà â ñóõîì âîçäóõå ïðè 813 Ê. Ñèíòåç
ÑÁA-15 ïðîâîäèëè ñîãëàñíî [20]. Òâåðäûé ïðîäóêò
ôèëüòðîâàëè, ïðîìûâàëè è ñóøèëè ïðè 413 Ê, à çà-
òåì 4 ÷àñà — íà âîçäóõå ïðè 823 Ê. Óäàëåíèå òåì-
ïëàòà êîíòðîëèðîâàëè ìåòîäàìè ÈÊ-ñïåêòðîñêîïèè
(Specord IR 75). Ñîõðàííîñòü ñòðóêòóðû ìàòðèö ïî-
ñëå îáðàáîòîê ïîäòâåðæäàëè ìåòîäîì ðåíòãåíîâ-
ñêîé äèôðàêöèè (ÄÐÎÍ-3Ì). Èçîòåðìû àäñîðáöèè
è äåñîðáöèè àçîòà èçìåðÿëè íà ASAP-2000. Äëÿ
óäàëåíèÿ îñòàòî÷íîé âëàãè ïîëó÷åííûå îáðàçöû ñó-
øèëè 12 ÷àñîâ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå è ñîõðà-
íÿëè â ýêñèêàòîðå.
Êîìïîçèòû (ïîëèìåð/ìåçîïîðèñòûé ìàòåðèàë) ñ
ðàçíûì äèàìåòðîì ïîð ñîçäàâàëè îäèíàêîâûì ìåòî-
äîì. Äëÿ ýòîãî ñîîòâåòñòâóþùèé ìåçîïîðèñòûé ìà-
òåðèàë çàëèâàëè 1 âåñ.% ðàñòâîðîì ïîëèìåðà, ÏÄÃÑ
(Ì = 53600) èëè ÏÌÔÑ (Ì = 11160), â òîëóîëå.
Ðàñòâîð ïîìåùàëè â òåìíûé ñîñóä è ìåäëåííî ïåðå-
ìåøèâàëè íåñêîëüêî ÷àñîâ ïðè 293 Ê, à çàòåì âûäåð-
æèâàëè äî èñïàðåíèÿ ðàñòâîðèòåëÿ. Ïîëó÷åííûé
êîìïîçèò äâàæäû ïðîìûâàëè â ñâåæåì òîëóîëå äëÿ
óäàëåíèÿ ïîëèìåðà ñ âíåøíåé ïîâåðõíîñòè. Äëÿ óäà-
ëåíèÿ âëàãè îáðàçöû ñóøèëè 12 ÷àñîâ ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå. Ïëåíêè ïîëèìåðîâ íàíîñèëèñü íà êâàð-
öåâóþ ïîäëîæêó öåíòðîôóãèðîâàíèåì. Äëÿ ïîëó-
÷åíèÿ ñïåêòðîâ ôëóîðåñöåíöèè, ôîñôîðåñöåíöèè è
âîçáóæäåíèÿ â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 5–150 Ê èñ-
ïîëüçîâàëè Õèòà÷è ÌÏÔ-4, ñîâìåùåííûé ñ ãåëèå-
âûì êðèîñòàòîì. Äëÿ âîçáóæäåíèÿ ôëóîðåñöåíöèè
âûäåëÿëèñü äëèíû âîëí 260 è 313 íì, èñïîëüçóÿ êñå-
íîíîâóþ ëàìïó è ìîíîõðîìàòîð.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ
Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ,
âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû ñ
äèàìåòðîì ïîð 2,8 è 5,8 íì
Ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ è ôëóîðåñöåíöèè ïëåíîê
ÏÄÃÑ, ðàñïîëîæåííûõ íà êâàðöåâîé ïîäëîæêå, èç-
ìåðåííûå ïðè Ò = 5 Ê, ñîâïàäàþò ñî ñïåêòðàìè, èç-
âåñòíûìè èç ëèòåðàòóðû [21]. Ñïåêòð ôëóîðåñöåí-
öèè ïëåíêè (�exc = 313 íì) ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 1
(êðèâàÿ â âèäå ñâåòëûõ òî÷åê). Îí ñîñòîèò èç óçêîé
ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì 371 íì, âûçâàííîé �*–�*-ïå-
Ðàçìåðíûé ýôôåêò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 659
ðåõîäîì â ïîëèìåðíîé öåïè (ïîëîñà 1). Â ñïåêòðå
ïîãëîùåíèÿ ïëåíêè ÏÄÃÑ ïðè 5 Ê íàáëþäàåòñÿ
ñèëüíàÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì 365 íì, ñâÿçàííàÿ ñ
�*–�*-ïåðåõîäàìè â ïîëèìåðíîé öåïè. Êðîìå òîãî,
íàáëþäàåòñÿ î÷åíü ñëàáàÿ ïîëîñà ñ � max � 313 íì. Â
ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ òàêîé ïëåíêè ïðè ðåãèñòðàöèè
ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè 371 íì íàáëþäàþòñÿ òå æå
ïîëîñû, ÷òî è â ñïåêòðå ïîãëîùåíèÿ.
Ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè (Ò = 5 Ê, �exc � 313 íì)
ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â ìåçîïîðèñòûé ìàòåðèàë
ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì, ïðèâåäåí íà ðèñ. 1
(êðèâàÿ â âèäå ÷åðíûõ òî÷åê). Âèäíî, ÷òî ñïåêòð
ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41, â îòëè-
÷èå îò ñïåêòðà ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè íà êâàðöå, ñî-
ñòîèò èç äâóõ ïîëîñ: óçêîé êîðîòêîâîëíîâîé ïîëîñû
ñ ìàêñèìóìîì 350 íì (ïîëîñà 2), ñìåùåííîé îòíî-
ñèòåëüíî ñîîòâåòñòâóþùåé ïîëîñû 1 â ñïåêòðå
ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè íà 20 íì â êîðîòêîâîëíîâóþ
ñòîðîíó, è íîâîé øèðîêîé èíòåíñèâíîé ïîëîñû â
âèäèìîé îáëàñòè ñ ìàêñèìóìîì 410 íì (ïîëîñà 3).
Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíû ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ
ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â ÌÑÌ-41, èçìåðåííûå ïðè ðå-
ãèñòðàöèè ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè 350 è 410 íì. (Íà
âñåõ ðèñóíêàõ, êðîìå ðèñ. 3, óðîâåíü íóëåâîãî îò-
ñ÷åòà äëÿ ðàçíûõ êðèâûõ ðàçíûé.) Âèäíî, ÷òî ïðè
ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè 350 íì â ñïåê-
òðå âîçáóæäåíèÿ (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ) íàáëþäàëàñü
ñèëüíàÿ óçêàÿ ïîëîñà c � max � 346 íì (ïîëîñà 1) è
ñëàáàÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì 336 íì (ïîëîñà 4).
Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî â ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ,
ðåãèñòðèðóåìîãî ïðè � � 410 íì (ïóíêòèðíàÿ
êðèâàÿ), êðîìå ïîëîñû 344 íì (ïîëîñà 1), êîòîðàÿ â
ýòîì ñëó÷àå ñëàáåå ïî èíòåíñèâíîñòè, âîçíèêàåò íî-
âàÿ ñèëüíàÿ ïîëîñà c � max � 300 íì (ïîëîñà 5). Äëÿ
ñðàâíåíèÿ ïðèâåäåí ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè ýòîãî
îáðàçöà (êðèâàÿ â âèäå òî÷åê, ïîëîñû 2 è 3).
×òîáû ïîíÿòü ïðèðîäó äîïîëíèòåëüíîé ïîëîñû
ôëóîðåñöåíöèè ñ ìàêñèìóìîì 410 íì, èññëåäîâàíà
òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñïåêòðà ôëóîðåñöåíöèè
ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â ÌÑÌ-41, â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð 5–150 Ê. Ðåçóëüòàò ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 3. Âèä-
íî, ÷òî óçêàÿ ïîëîñà ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû íå-
ìíîãî ñìåùàåòñÿ â äëèííîâîëíîâóþ ñòîðîíó, åå
èíòåíñèâíîñòü ëèøü íåçíà÷èòåëüíî óìåíüøàåòñÿ.
Âìåñòå ñ òåì èíòåíñèâíîñòü øèðîêîé ïîëîñû ñóùåñò-
âåííî óìåíüøàåòñÿ ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû, è
ïðè 150 Ê â ñïåêòðå íàáëþäàåòñÿ òîëüêî óçêàÿ
660 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Í. Îñòàïåíêî, Í. Êîòîâà, Ã. Òåëüáèç, Ñ. Ñóòî, A. Âàòàíàáý
100
80
60
40
20
0 350 400 450 500 550 600
12
3
4
Si
C H6 13
C H6 13 n
�, íì
I,
î
òí
. å
ä
.
Ðèñ. 1. Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè (�exc = 313 íì) ïëåíêè
ÏÄÃÑ (�), êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì
ïîð 2,8 íì (�) è êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÑÁÀ-15 ñ äèàìåò-
ðîì ïîð 5,8 íì (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ) ïðè 5 Ê. Êðèâûå â
âèäå ñâåòëûõ è ÷åðíûõ òî÷åê íîðìèðîâàíû ïî ìàêñèìó-
ìàì ïîëîñ. Öèôðàìè îòìå÷åíû îñíîâíûå ìàêñèìóìû.
Ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà ÏÄÃÑ äàíà íà âñòàâêå.
1 2
3
4
5
250 300 350 400 450 500
10
5
0
I,
î
òí
. å
ä
.
�, íì
Ðèñ. 2. Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè (êðèâàÿ â âèäå òî÷åê)
è âîçáóæäåíèÿ ïðè ðåãèñòðàöèè ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè
350 íì è 410 íì (ñïëîøíàÿ è ïóíêòèðíàÿ êðèâûå ñîîò-
âåòñòâåííî) êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì
ïîð 2,8 íì (Ò = 5 Ê, �exc = 313 íì). Öèôðàìè îòìå÷å-
íû îñíîâíûå ìàêñèìóìû.
5
4
3
2
1
0
340 360 380 400 420 440 460 480 500
�, íì
I,
î
òí
. å
ä
.
5 K
20
40
77
120
150
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñïåêòðà ôëóîðåñ-
öåíöèè êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41.
ïîëîñà. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïîëîñ â ñïåêò-
ðàõ ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41 è
ïëåíêè íà êâàðöå ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àþòñÿ. Èçâåñò-
íî, ÷òî óçêàÿ ïîëîñà â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïëåí-
êè ÏÄÃÑ ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû ñäâèãàåòñÿ â
äëèííîâîëíîâóþ ñòîðîíó, åå èíòåíñèâíîñòü ïàäàåò, à
ïîëóøèðèíà ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåòñÿ [22].
Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåí ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè
ÏÄÃÑ (Ò = 5 Ê, �exc = 313 íì), âíåäðåííîãî â
ÑÁÀ-15 ñ äèàìåòðîì ïîð 5,8 íì (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ).
 ýòîì ñïåêòðå íàáëþäàåòñÿ óçêàÿ ñèëüíàÿ ïîëîñà ñ
ìàêñèìóìîì 349 íì (ïîëîñà 4), êîòîðàÿ ñîâïàäàåò ñ
ìàêñèìóìîì ïîëîñû â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè êîì-
ïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì
(ïîëîñà 2), è äâå íîâûå ñëàáûå ïîëîñû ñ ìàêñèìó-
ìàìè 333 è 367 íì (îòìå÷åíû ñòðåëêàìè). Ñëåäóåò
ïîä÷åðêíóòü, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå â ñïåêòðå ôëóîðåñ-
öåíöèè íå íàáëþäàåòñÿ øèðîêàÿ ïîëîñà â âèäèìîé
îáëàñòè ñïåêòðà. Ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû îò 5
äî 77 Ê èíòåíñèâíîñòü óçêîé ïîëîñû 4 ïðàêòè÷åñêè
íå èçìåíÿåòñÿ.
Ñïåêòð âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â
ÑÁÀ-15, ïðè ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè
350 íì ñîâïàäàåò ñî ñïåêòðîì âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ,
âíåäðåííîãî â ÌÑÌ-41, ò.å. â ñïåêòðå íàáëþäàþòñÿ
øèðîêèå ïîëîñû ñ ìàêñèìóìàìè 336 è 347 íì, à ïðè
ðåãèñòðàöèè ïîëîñû 367 íì, êðîìå ýòèõ ïîëîñ, ïî-
ÿâëÿåòñÿ íîâàÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì 364 íì.
Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ ÏÌÔÑ,
âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû ñ
äèàìåòðîì ïîð 2,8 è 5,8 íì
Ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ, âîçáóæäåíèÿ è ôëóîðåñ-
öåíöèè ïëåíîê ÏÌÔÑ, ðàñïîëîæåííûõ íà êâàðöå,
èçìåðåííûå ïðè 5 Ê, ñîâïàäàþò ñî ñïåêòðàìè, èç-
âåñòíûìè èç ëèòåðàòóðû [11].
Ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè ÏÌÔÑ íà êâàðöå-
âîé ïîäëîæêå (�exc = 313 íì) ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 4
(êðèâàÿ â âèäå òåìíûõ òî÷åê). Îí ñîñòîèò èç äâóõ
ïîëîñ: óçêîé èíòåíñèâíîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì
352 íì, ñâÿçàííîé ñ �*–�-ïåðåõîäàìè â ïîëèìåðíîé
öåïè (ïîëîñà 1), è øèðîêîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì
410 íì (ïîëîñà 2) ñ çàòÿíóòûì äëèííîâîëíîâûì
êðàåì äî 600 íì.
Ñïåêòð ïîãëîùåíèÿ ïëåíêè ÏÌÔÑ íà êâàðöå
ïðè Ò = 5 Ê ñîñòîèò èç äâóõ ïîëîñ ñ ìàêñèìóìàìè
338 è 270 íì, ñâÿçàííûìè ñ �–�*-ïåðåõîäàìè â îñ-
íîâíîé ïîëèìåðíîé öåïè è ñ ïåðåõîäàìè â ôåíèëü-
íîì êîëüöå ñîîòâåòñòâåííî.
 ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ ïëåíêè (Ò = 5 Ê), ðàñïî-
ëîæåííîé íà êâàðöå, ïðè ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóî-
ðåñöåíöèè ñ ìàêñèìóìîì � r � 352 íì íàáëþäàþòñÿ
ïîëîñû ñ ìàêñèìóìàìè 340 è 270 íì, ñâÿçàííûå ñ ïå-
ðåõîäàìè â îñíîâíîé ïîëèìåðíîé öåïè è ñ ïåðåõîäà-
ìè â ôåíèëüíîì êîëüöå ñîîòâåòñòâåííî. Ýòîò ñïåêòð
ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñî ñïåêòðîì ïîãëîùåíèÿ. Ïðè
� r � 410 íì, êðîìå ýòèõ ïîëîñ, êîòîðûå ñóùåñòâåííî
ñëàáåå ïî èíòåíñèâíîñòè, íàáëþäàåòñÿ äîïîëíèòåëü-
íàÿ øèðîêàÿ ïîëîñà ñ � max � 305 íì [12].
Ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè ÏÌÔÑ, âíåäðåííîãî â
ìåçîïîðèñòûé ìàòåðèàë ÌÑÌ-41 ñ ðàçìåðàìè ïîð
2,8 íì (Ò = 5 Ê, �exc = 313 íì), ïðèâåäåí íà ðèñ. 4
(êðèâàÿ â âèäå ñâåòëûõ òî÷åê). Âèäíî, ÷òî ñïåêòð
ñîñòîèò èç òðåõ ïîëîñ: ñëàáîé óçêîé ïîëîñû ñ ìàêñè-
ìóìîì 345 íì (ïîëîñà 3) è äâóõ ïîëîñ â âèäèìîé îá-
ëàñòè — øèðîêîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì �410 íì,
êîòîðàÿ íàáëþäàëàñü â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè
ïëåíêè, è íîâîé î÷åíü èíòåíñèâíîé øèðîêîé ïîëî-
ñû ñ � max � 470 íì (ïîëîñà 4). Ìàêñèìóì óçêîé ïî-
ëîñû ñìåùåí îòíîñèòåëüíî ñîîòâåòñòâóþùåé ïîëîñû
â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè (ïîëîñà 1) â êî-
ðîòêîâîëíîâóþ ñòîðîíó íà 7 íì. Ïðè óâåëè÷åíèè
òåìïåðàòóðû îò 5 äî 77 Ê íàáëþäàåòñÿ óìåíüøåíèå
èíòåíñèâíîñòè øèðîêîé ïîëîñû 4, à åå ìàêñèìóì
ñìåùàåòñÿ â äëèííîâîëíîâóþ ñòîðîíó. Èíòåíñèâ-
íîñòü �*–�-ïîëîñû 3 èçìåíÿåòñÿ ìàëî.
Ñïåêòð âîçáóæäåíèÿ ÏÌÔÑ, âíåäðåííîãî â ìåçî-
ïîðèñòûé ìàòåðèàë ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì,
ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 5. Â ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ
äàííîãî îáðàçöà ïðè 5 Ê (ïóíêòèðíàÿ êðèâàÿ) ïðè
ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè 345 íì íàáëþ-
äàëèñü ñëåäóþùèå ïîëîñû: 334 íì (ïîëîñà 1) è î÷åíü
ñëàáàÿ ïîëîñà â îáëàñòè 270 íì (ïîëîñà 2), à ïðè
� r � 470 íì (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ), êðîìå ýòèõ ïîëîñ, íà-
áëþäàëàñü èíòåíñèâíàÿ øèðîêàÿ ïîëîñà ñ ìàêñè-
ìóìîì ïðè 301 íì (ïîëîñà 3). Äëÿ ñðàâíåíèÿ ïðèâå-
äåí ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè ýòîãî îáðàçöà (êðèâàÿ â
âèäå òî÷åê).
Ñïåêòð ôëóîðåñöåíöèè ÏÌÔÑ, âíåäðåííîãî â
ïîðû ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà ÑÁÀ-15 ñ äèàìåòðîì
Ðàçìåðíûé ýôôåêò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 661
100
80
60
40
20
0
300 350 400 450 500 550 600 650
1
2
3
45
6
Si
C H 3
n
I,
î
òí
. å
ä
.
�, íì
Ðèñ. 4. Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè ÏÌÔÑ (�),
êîìïîçèòà ÏÌÔÑ/ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì
(�), êîìïîçèòà ÏÌÔÑ/ÑÁÀ-15 ñ äèàìåòðîì ïîð 5,8 íì
(ñïëîøíàÿ êðèâàÿ) (�exc = 313 íì, Ò = 5 Ê). Öèôðàìè
îòìå÷åíû îñíîâíûå ìàêñèìóìû. Ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà
ÏÌÔÑ äàíà íà âñòàâêå.
ïîð 5,8 íì, äàí íà ðèñ. 4 (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ). Â
ñïåêòðå íàáëþäàåòñÿ ñëàáàÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì
344 íì (ïîëîñà 5), êîòîðûé ñîâïàäàåò ñ ìàêñèìóìîì
ïîëîñû 3 â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïîëèìåðà â ïîðå
äèàìåòðîì 2,8 íì. Ïîëîñà 5 èìååò äëèííîâîëíîâîå
ïëå÷î ñ ìàêñèìóìîì 352 íì. Ñóùåñòâåííûì ðåçóëü-
òàòîì ÿâëÿåòñÿ èñ÷åçíîâåíèå íå òîëüêî øèðîêîé ïî-
ëîñû ôëóîðåñöåíöèè â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ñ
ìàêñèìóìîì 470 íì (ïîëîñà 4), êîòîðàÿ íàáëþäàëàñü
â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïîëèìåðà, âíåäðåííîãî â
ìåçîïîðèñòûé ìàòåðèàë ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì, íî è
ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì 410 íì (ïîëîñà 2), êîòîðàÿ
íàáëþäàëàñü â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè.
Âìåñòå ñ òåì â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçèòà
ÏÌÔÑ/ÑÁÀ-15 ïîÿâëÿåòñÿ íîâàÿ óçêàÿ èíòåíñèâ-
íàÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì 372 íì (ïîëîñà 6). Ñ
óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû äî 77 Ê èíòåíñèâíîñòè ïî-
ëîñ ôëóîðåñöåíöèè ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿþòñÿ. Â
ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ ýòîãî îáðàçöà (Ò = 5 Ê, � r �
= 345 íì) íàáëþäàåòñÿ îäíà øèðîêàÿ ïîëîñà ñ ìàê-
ñèìóìîì 326 íì. Ïðè � r � 352 íì ìàêñèìóì ïîëîñû
ñìåùàåòñÿ ê 338 íì, à ïðè � r � 372 íì ìàêñèìóì ïî-
ëîñû ñìåùåí ê 343 íì. Êðîìå òîãî, â ïîñëåäíåì
ñëó÷àå ïîÿâëÿåòñÿ ïîëîñà ñ ìàêñèìóìîì 302 íì, à
òàêæå íîâàÿ óçêàÿ ïîëîñà ñ � max � 366 íì.
Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèà-
ëû ÌÑÌ-41 è ÑÁÀ-15 íå ôëóîðåñöèðóþò ïðè 5 Ê,
íàáëþäàåòñÿ ëèøü ôîñôîðåñöåíöèÿ â îáëàñòè
400–500 íì, ïîýòîìó ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî íå ïðîèñ-
õîäèò ïåðåäà÷è ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ îò ïîëèìåðà ê
ìåçîïîðèñòîìó ìàòåðèàëó. Ñïåêòð ïîãëîùåíèÿ ýòèõ
ìàòåðèàëîâ ñîñòîèò èç øèðîêîé ïîëîñû ñ ìàêñèìó-
ìîì îêîëî 250 íì.
Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ
Èññëåäîâàíû èçìåíåíèÿ â íèçêîòåìïåðàòóðíûõ
ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ êðåìíèé-îð-
ãàíè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ ÏÄÃÑ è ÏÌÔÑ ïðè ïåðåõîäå
îò îáúåìíûõ ïëåíîê ê íàíîñòðóêòóðàì, âîçíèêàþ-
ùèå ïðè âíåäðåíèè ïîëèìåðîâ â ìåçîïîðèñòûå ìàòå-
ðèàëû ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 è 5,8 íì. Ïîêàçàíî, ÷òî â
ñïåêòðàõ âîçáóæäåíèÿ è ôëóîðåñöåíöèè òàêèõ êîì-
ïîçèòîâ íàáëþäàþòñÿ ñëåäóþùèå ñóùåñòâåííûå îò-
ëè÷èÿ îò ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïåêòðîâ ïëåíîê:
1. �*–�-ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè (ðèñ. 1, ïîëîñû
1, 2 è ðèñ. 4, ïîëîñû 1, 3) è ñîîòâåòñòâóþùèå ïîëî-
ñû âîçáóæäåíèÿ (ðèñ. 2, ïîëîñà 1 è ðèñ. 5, ïîëîñà 1)
ñäâèíóòû â ñòîðîíó êîðîòêèõ äëèí âîëí äëÿ ÏÄÃÑ
íà 20 íì, à äëÿ ÏÌÔÑ — íà 7 íì.
2. Â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïîëèìåðîâ, âíå-
äðåííûõ â ïîðó äèàìåòðîì 2,8 íì, â âèäèìîé îáëàñ-
òè ñïåêòðà âîçíèêàþò íîâûå øèðîêèå ïîëîñû ñ ìàê-
ñèìóìàìè 410 è 470 íì äëÿ ÏÄÃÑ è ÏÌÔÑ
ñîîòâåòñòâåííî (ðèñ. 1, ïîëîñà 3 è ðèñ. 4, ïîëîñà 4),
êîòîðûå îòñóòñòâóþò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè
ïëåíîê è êîìïîçèòîâ ñ äèàìåòðîì ïîð 5,8 íì.
3. Â ñïåêòðàõ âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â
ïîðû äèàìåòðîì 2,8 íì, ïðè âîçáóæäåíèè ïîëîñû
ôëóîðåñöåíöèè 410 íì íàáëþäàåòñÿ íîâàÿ ïîëîñà ñ
ìàêñèìóìîì 300 íì (ðèñ. 2 ïîëîñà 5), êîòîðàÿ îò-
ñóòñòâóåò â ñïåêòðàõ âîçáóæäåíèÿ ïëåíêè è ïîëèìå-
ðà, âíåäðåííîãî â ïîðû äèàìåòðîì 5,8 íì.
Ñäâèã ïîëîñ â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè è âîçáó-
æäåíèÿ êîìïîçèòîâ â êîðîòêîâîëíîâóþ ñòîðîíó îò-
íîñèòåëüíî ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëîñ â ñïåêòðàõ ïëå-
íîê ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïîëèìåð âíåäðÿåòñÿ
â ïîðû ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà. Ìû ñâÿçûâàåì
ýòîò ñäâèã ñ óìåíüøåíèåì ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿìè, íàõîäÿ-
ùèìèñÿ â ïîðå, ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîîòâåòñòâóþùèì
âçàèìîäåéñòâèåì â ïëåíêå. Äåéñòâèòåëüíî, ïîðû â
ìåçîïîðèñòûõ ìàòåðèàëàõ èçîëèðîâàíû äðóã îò
äðóãà, ïîýòîìó ìåæìîëåêóëÿðíîå âçàèìîäåéñòâèå
ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿïè, âíåäðåííûìè â ñîñåä-
íèå ïîðû, îòñóòñòâóåò. Êðîìå òîãî, â ïîðå äèàìåò-
ðîì 2,8 íì ñóùåñòâóåò îäíà ïîëèìåðíàÿ öåïü â
ÏÄÃÑ è 2–3 ïîëèìåðíûå öåïè â ÏÌÔÑ, òàê êàê
ðàçìåð åäèíè÷íîãî çâåíà ìàêðîìîëåêóëû ðàâåí 1,6
è 0,97 íì ñîîòâåòñòâåííî. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëî-
æèòü îòñóòñòâèå èëè ñóùåñòâåííîå óìåíüøåíèå
âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿìè, íàõî-
äÿùèìèñÿ â ïîðå â ñëó÷àå êîìïîçèòîâ íà îñíîâå
ÏÄÃÑ èëè ÏÌÔÑ ñîîòâåòñòâåííî. Òîãäà ïîëî-
æåíèå ýëåêòðîííîãî ïåðåõîäà â ñïåêòðàõ ôëóî-
ðåñöåíöèè è ïîãëîùåíèÿ êîìïîçèòîâ äîëæíî ïðè-
áëèæàòüñÿ ê ïîëîæåíèþ ýëåêòðîííîãî ïåðåõîäà
ñîîòâåòñòâóþùèõ ìàêðîìîëåêóë â ðàñòâîðå, ÷òî è
íàáëþäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî. Èçâåñòíî, ÷òî ìàê-
ñèìóì ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè ÏÄÃÑ â ðàñòâîðå
( ,T � 15 Ê) ðàñïîëîæåí ïðè 352 íì [23], à äëÿ
662 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Í. Îñòàïåíêî, Í. Êîòîâà, Ã. Òåëüáèç, Ñ. Ñóòî, A. Âàòàíàáý
1
2
3
80
70
60
50
40
30
20
10
0
300 350 400 450 500 550 600 650
�, íì
I,
î
òí
. å
ä
.
Ðèñ. 5. Ñïåêòðû ôëóîðåñöåíöèè (êðèâàÿ â âèäå òî÷åê) è
âîçáóæäåíèÿ ïðè ðåãèñòðàöèè ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè 345
è 470 íì (ïóíêòèðíàÿ è ñïëîøíàÿ êðèâûå ñîîòâåòñòâåí-
íî) êîìïîçèòà ÏÌÔÑ/ÌÑÌ-41 ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8 íì
(�exc = 313 íì, Ò = 5 Ê). Öèôðàìè îòìå÷åíû îñíîâíûå
ìàêñèìóìû â ñïåêòðàõ âîçáóæäåíèÿ.
ÏÌÔÑ — ïðè 348 íì [11], ÷òî áëèçêî ê ìàêñè-
ìóìàì ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè â ñïåêòðàõ èññëåäóå-
ìûõ êîìïîçèòîâ. Ñäâèã ñïåêòðîâ ïîãëîùåíèÿ è
ôëóîðåñöåíöèè ðàñòâîðîâ ÏÌÔÑ îòíîñèòåëüíî
ñïåêòðîâ ïëåíêè ñîñòàâëÿåò 4 íì, ÷òî ñóùåñòâåííî
ìåíüøå, ÷åì äëÿ ÏÄÃÑ, ñîîòâåòñòâåííî è ñìåùåíèå
� �� � -ïîëîñ âîçáóæäåíèÿ è ôëóîðåñöåíöèè
ÏÌÔÑ, âíåäðåííîãî â ïîðó äèàìåòðîì 2,8 íì,
çíà÷èòåëüíî ìåíüøå, ÷åì â ñëó÷àå ÏÄÃÑ, è ñîñòàâ-
ëÿåò 7 íì.
Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ñïåêòð ôëóîðåñöåíèè
ïîëèìåðîâ, âíåäðåííûõ â ïîðó äèàìåòðîì 2,8 íì,
ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïåê-
òðîâ ðàñòâîðîâ. Äåéñòâèòåëüíî, â ñïåêòðå ôëóîðåñ-
öåíöèè êîìïîçèòà ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41 íàáëþäàåòñÿ
íîâàÿ øèðîêàÿ ïîëîñà â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ñ
ìàêñèìóìîì 410 íì (ðèñ. 1, ïîëîñà 3), à äëÿ êîìïî-
çèòà ÏÌÔÑ/ÌÑÌ-41 — äîïîëíèòåëüíàÿ ïîëîñà ñ
ìàêñèìóìîì 470 íì (ðèñ. 4, ïîëîñà 4). Ýòè ïîëîñû
íå íàáëþäàþòñÿ â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïëåíîê.
Ïðèðîäà ïðîèñõîæäåíèÿ âèäèìîé ôëóîðåñöåí-
öèè â êðåìíèé-îðãàíè÷åñêèõ ïîëèìåðàõ ÿâëÿåòñÿ äî
ñèõ ïîð äèñêóññèîííîé. Äëÿ åå îáúÿñíåíèÿ èñïîëü-
çóþò ìîäåëü ïåðåíîñà çàðÿäà ñ ïîëèìåðíîé öåïè íà
àðèëüíîå êîëüöî áîêîâîé ãðóïïû è äåôåêòíóþ ìî-
äåëü. Ñóùåñòâóþùèå ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòà-
òû ìîæíî îáúÿñíèòü òîëüêî ìîäåëüþ, â êîòîðîé âè-
äèìàÿ ôëóîðåñöåíöÿ îáóñëîâëåíà íàëè÷èåì â
ïîëèìåðíûõ öåïÿõ äåôåêòîâ òèïà ñøèâîê [12–14].
Ïðè ýòîì âîçíèêàþò ðàçâåòâëåííûå ñòðóêòóðû ïî-
ëèìåðíîé öåïè, êîãäà ó àòîìà êðåìíèÿ ïîÿâëÿþòñÿ
íå äâà, à òðè ñîñåäíèõ àòîìà. Ïðåäïîëàãàëîñü
[15,18], ÷òî îáðàçîâàíèå òàêèõ ñòðóêòóðíûõ äåôåê-
òîâ âîçìîæíî òîëüêî â ïîëèìåðàõ, èìåþùèõ
àëêèëüíûå çàìåùåííûå, äëèíà öåïè êîòîðûõ ìåíü-
øå, ÷åì ïåíòèëçàìåùåííûõ.  ïîëèìåðàõ, ó êîòî-
ðûõ àëêèëüíûìè áîêîâûìè ãðóïïàìè ÿâëÿþòñÿ ïåí-
òèë è áîëåå äëèííûå çàìåùåííûå, äåôåêòû íå
äîëæíû îáðàçîâûâàòüñÿ ââèäó ñòåðè÷åñêèõ çàòðóä-
íåíèé è, ñîîòâåòñòâåííî, âèäèìàÿ ôëóîðåñöåíöèÿ
íå äîëæíà íàáëþäàòüñÿ.
ÏÄÃÑ íå èìååò àðèëüíûõ áîêîâûõ ãðóïï, è åãî
àëêèëüíûå áîêîâûå ãðóïïû ñîäåðæàò ãåêñèë. Ïî-
ýòîìó â ñîîòâåòñòâèè ñ ñóùåñòâóþùèìè â ëèòåðàòó-
ðå ìîäåëÿìè äëÿ ýòîãî ïîëèìåðà íå äîëæíà
íàáëþäàòüñÿ âèäèìàÿ ôëóîðåñöåíöèÿ. Íàáëþäåíèå
âèäèìîé ôëóîðåñöåíöèè äëÿ ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â
ïîðó äèàìåòðîì 2,8 íì, ñâèäåòåëüñòâóåò î âîçíèêíî-
âåíèè äåôåêòîâ â åãî ïîëèìåðíîé öåïè. Â ïîëèìåð-
íîé öåïè ïëåíîê ÏÌÔÑ óæå ñóùåñòâóþò äåôåêòû
òèïà ñøèâîê. Ñ ïåðåõîäàìè â ýòè äåôåêòû è ñâÿçàíî
ïîÿâëåíèå â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè øèðî-
êîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì 410 íì [12,14]. Ïîÿâëå-
íèå â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ÏÌÔÑ äîïîëíèòåëü-
íîé øèðîêîé áîëåå äëèííîâîëíîâîé ïîëîñû òàêæå
ñâèäåòåëüñòâóåò î âîçíèêíîâåíèè äîïîëíèòåëüíûõ
äåôåêòîâ â ïîëèìåðíîé öåïè.
Ñëåäîâàòåëüíî, ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå íàìè,
ïîäòâåðæäàþò äåôåêòíóþ ïðèðîäó âèäèìîé ôëóî-
ðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ. Ìû ïðåäïîëàãàåì, ÷òî ïðè
âíåäðåíèè ïîëèìåðà â ïîðû äèàìåòðîì 2,8 íì çà
ñ÷åò åãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ ïîðû
ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò îðèåíòàöèÿ
ïîëèìåðíîé öåïè âäîëü ïîâåðõíîñòè ïîðû. Î
ñóùåñòâîâàíèè îðèåíòàöèè ïîëèìåðíîé öåïè âáëè-
çè ïîâåðõíîñòè ñâèäåòåëüñòâóþò äàííûå ðàáîò
[3,5,6,24]. Â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëèìåðà ñ
ïîâåðõíîñòüþ ïîðû ìîæåò ñóùåñòâåííî èçìåíèòüñÿ
êîíôîðìàöèÿ ïîëèìåðíîé öåïè çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ
óãëà ìåæäó Si–Si ñâÿçÿìè. Èçìåíåíèå ñòðóêòóðû
ïîëèìåðà, íàõîäÿùåãîñÿ â îãðàíè÷åííîì îáúåìå,
ïîäòâåðæäàþò è äàííûå ðàñ÷åòà [25]. Ðåçóëüòàòû
ðàñ÷åòà [16] òàêæå ñâèäåòåëüñòâóþò îá èçìåíåíèè
óãëà ìåæäó Si–Si ñâÿçÿìè âáëèçè äåôåêòîâ òèïà
ñøèâîê â ñëó÷àå ñïåöèàëüíî ñèíòåçèðîâàííûõ ïîëè-
ñèëàíîâ ñ ðàçâåòâëåííûìè ñòðóêòóðàìè. Èçâåñòíî,
÷òî ïîëîæåíèå ýëåêòðîííûõ ïåðåõîäîâ ïîëèñèëà-
íîâ ñèëüíî çàâèñèò îò êîíôîðìàöèè ïîëèìåðíîé
öåïè. Èçìåíåíèå ýòîé êîíôîðìàöèè ìîæåò ïðèâåñòè
ê âîçíèêíîâåíèþ äåôåêòîâ â ïîëèìåðíîé öåïè, ò.å.
ê ïîÿâëåíèþ íîâûõ ïîëîñ â ñïåêòðå ôëóîðåñöåí-
öèè.  ýòîì ñëó÷àå ÷àñòü ïîëèìåðíîé öåïè âäàëè îò
ïîâåðõíîñòè áóäåò äàâàòü óçêóþ �*–�-ïîëîñó ôëóî-
ðåñöåíöèè, à äåôåêòíàÿ îáëàñòü ïîëèìåðà âáëèçè
ïîâåðõíîñòè ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà — øèðîêóþ
ïîëîñó, ÷òî è íàáëþäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî. Òà-
êèì îáðàçîì, ïîÿâëåíèå íîâûõ øèðîêèõ ïîëîñ
ôëóîðåñöåíöèè â ñïåêòðàõ êîìïîçèòîâ ÏÄÃÑ è
ÏÌÔÑ ìîæíî ñâÿçàòü ñ ïåðåõîäàìè èç äåôåêòíûõ
ñîñòîÿíèé, âîçíèêàþùèõ â ïîëèìåðíûõ öåïÿõ ïðè
èçìåíåíèè èõ êîíôîðìàöèè â îãðàíè÷åííîì îáúåìå.
Ýòî íîâûé òèï äåôåêòîâ, êîòîðûé îòëè÷àåòñÿ îò èç-
âåñòíûõ â ëèòåðàòóðå äåôåêòîâ òèïà ñøèâîê.
Ïðè âîçíèêíîâåíèè òàêèõ äåôåêòîâ ìîæåò èçìå-
íÿòüñÿ ñèììåòðèÿ îêðóæåíèÿ âáëèçè ýòèõ äåôåêòîâ.
 ðåçóëüòàòå ìîæåò ðàçðåøèòüñÿ çàïðåùåííûé ïî
ñèììåòðèè ïåðåõîä 1Ag–1Ag, ìàêñèìóì êîòîðîãî,
ñîãëàñíî ðàñ÷åòó, ñîîòâåòñòâóåò 4,2 ý [26]. Èìåííî
â ýòîé îáëàñòè âîçíèêàåò íîâàÿ ïîëîñà â ñïåêòðå
âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ, âíåäðåííîãî â ïîðó ðàçìåðîì
2,8 íì, è òîëüêî ïðè ðåãèñòðàöèè øèðîêîé ïîëîñû
ôëóîðåñöåíöèè, ÷òî ïîäòâåðæäàåò íàøå ïðåäïîëî-
æåíèå î äåôåêòíîé ïðèðîäå âèäèìîé ôëóîðåñöåí-
öèè â ñïåêòðå êîìïîçèòîâ ÏÄÃÑ/ÌÑÌ-41.
Íàëè÷èå äåôåêòîâ òèïà ñøèâîê â ïîëèìåðíîé
öåïè ÏÌÔÑ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ñèììåòðèè
âáëèçè ýòèõ äåôåêòîâ, ïîýòîìó ïåðåõîä 1Ag–1Ag
óæå ðàçðåøåí â ñïåêòðå ïîãëîùåíèÿ ïëåíêè. Îá
ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò ïîÿâëåíèå ïîëîñû ñ ìàêñèìó-
ìîì 305 íì â ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ ïëåíêè ÏÌÔÑ
ïðè ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè 410 íì
[12], õîòÿ ïðèðîäà ïðîèñõîæäåíèÿ ýòîé ïîëîñû
àâòîðàìè íå îïðåäåëåíà. Â ñâÿçè ñ ýòèì â ñïåêòðå
âîçáóæäåíèÿ êîìïîçèòîâ ÏÌÍÑ/ÌÑÌ-41 ïðè
Ðàçìåðíûé ýôôåêò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 663
ðåãèñòðàöèè ïîëîñû ôëóîðåñöåíöèè 410 íì íå
äîëæíà íàáëþäàòüñÿ íîâàÿ ïîëîñà ïî ñðàâíåíèþ ñî
ñïåêòðîì âîçáóæäåíèÿ ïëåíêè, ÷òî è ñîãëàñóåòñÿ ñ
ðåçóëüòàòîì ýêñïåðèìåíòà.
Äåôåêòíîå ïðîèñõîæäåíèå íîâûõ ïîëîñ â ñïåê-
òðå ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçèòîâ ïîäòâåðæäàåòñÿ ñó-
ùåñòâåííûì óìåíüøåíèåì èíòåíñèâíîñòè ýòèõ ïî-
ëîñ ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû îáðàçöîâ îò 5 äî
150 Ê. Â ðåçóëüòàòå ïðèòÿæåíèÿ ïîëèìåðíûõ öåïåé
ê ïîâåðõíîñòè ïîðû ïðîèñõîäèò èõ îðèåíòàöèÿ îò-
íîñèòåëüíî ïîâåðõíîñòè. Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòó-
ðû åãî ðîëü â îðèåíòàöèè ìîëåêóëÿðíûõ öåïåé
óìåíüøàåòñÿ, âîçíèêàþò ðàçëè÷íî îðèåíòèðîâàí-
íûå êîíôèãóðàöèè ïîëèìåðíîé öåïè, ÷òî ïðèâîäèò
ê èçìåíåíèþ ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ðàçíûìè êîíôîð-
ìàöèÿìè ïîëèìåðíîé öåïè.
Ïðåäïîëîæåíèå î ïðèðîäå âèäèìîé ôëóîðåñöåí-
öèè ïîäòâåðæäàåòñÿ òàêæå ïðè èññëåäîâàíèè ñïåê-
òðîâ ôëóîðåñöåíöèè è âîçáóæäåíèÿ ÏÄÃÑ ïðè óâå-
ëè÷åíèè ðàçìåðîâ ïîð äî 5,8 íì.  ýòîì ñëó÷àå
êîëè÷åñòâî ìàêðîìîëåêóë â ïîðå óâåëè÷èâàåòñÿ.
Ýòè ìàêðîìîëåêóëû áóäóò îðèåíòèðîâàíû íå òîëü-
êî âäîëü ïîâåðõíîñòè ïîð ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà,
íî è îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà. Òîãäà âçàèìîäåéñòâèå
ïîëèìåðà ñ ïîâåðõíîñòüþ ìåçîïîðèñòîãî ìàòåðèàëà
áóäåò îñëàáåâàòü, à ìåæìîëåêóëÿðíîå âçàèìîäåéñò-
âèå ìåæäó ìàêðîìîëåêóëàìè áóäåò óñèëèâàòüñÿ, ÷òî
ïðèâåäåò ê èñ÷åçíîâåíèþ ïîëîñ â âèäèìîé îáëàñòè â
ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçèòîâ è ïîÿâëåíèþ
íîâûõ êîðîòêîâîëíîâûõ è äëèíîâîëíîâûõ ïîëîñ.
Ïîñêîëüêó ñèììåòðèÿ ïîëèìåðíîé öåïè ÏÄÃÑ â
ïîðå äèàìåòðîì 5,8 íì òà æå, ÷òî è â ñëó÷àå ïëåíîê,
ïîëîñà âîçáóæäåíèÿ ñ ìàêñèìóìîì 300 íì â ñïåêòðå
âîçáóæäåíèÿ êîìïîçèòà ÏÌÔÑ/ÌÑÌ-41 ïðè ðå-
ãèñòðàöèè øèðîêîé ïîëîñû íå äîëæíà ïðîÿâëÿòüñÿ,
÷òî è íàáëþäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî. Âåñüìà èíòå-
ðåñíûì è óäèâèòåëüíûì ÿâëÿåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî ìû
íå íàáëþäàëè øèðîêóþ ïîëîñó ôëóîðåñöåíöèè â
âèäèìîé îáëàñòè ñ ìàêñèìóìîì 410 íì, êîòîðàÿ íà-
áëþäàëàñü â ñïåêòðå ôëóîðåñöåíöèè ïëåíêè è êîì-
ïîçèòà ÏÌÔÑ/ÌÑÌ-41. Âìåñòî ýòîãî ïîÿâëÿåòñÿ
íîâàÿ óçêàÿ èíòåíñèâíàÿ ïîëîñà ñ � max � 372 íì.
Ñóùåñòâåííîå ñóæåíèå ïîëîñû âèäèìîé ôëóîðåñ-
öåíöèè (ïðèìåðíî â 7 ðàç) âïåðâûå íàáëþäàåòñÿ
äëÿ äàííîãî êëàññà ïîëèìåðîâ. Â ïîëèìåðíîé öåïè
ìàêðîìîëåêóëû èìååòñÿ íàáîð äåôåêòîâ òèïà ñøè-
âîê ñ ðàçíûìè êîíôèãóðàöèÿìè. Âîçìîæíî, ÷òî â
ðåçóëüòàòå îðèåíòàöèè ïîëèìåðíûõ öåïåé îòíîñè-
òåëüíî äðóã äðóãà ÷àñòü êîíôèãóðàöèé óæå íå áóäåò
ïðîÿâëÿòüñÿ. Äëÿ äåòàëüíîãî îáúÿñíåíèÿ ýòîãî
ÿâëåíèÿ íåîáõîäèìû äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ.
Ýôôåêòèâíîñòü ìèãðàöèè ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ â
îðèåíòèðîâàííûõ òàêèì îáðàçîì ñèñòåìàõ äîëæíà
ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàòüñÿ, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóåò
íåçàâèñèìîñòü èíòåíñèâíîñòè ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè
îò òåìïåðàòóðû â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè êîìïîçè-
òîâ ñ äèàìåòðîì ïîð 5,8 íì.
Çàêëþ÷åíèå
Èññëåäîâàíû èçìåíåíèÿ â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöè-
èè è âîçáóæäåíèÿ êðåìíèé-îðãàíè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ
ÏÄÃÑ è ÏÌÔÑ ïðè ïåðåõîäå îò ïëåíîê ê
íàíîñòðóêòóðàì, âîçíèêàþùèå ïðè âíåäðåíèè ïîëè-
ìåðîâ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû ñ äèàìåòðîì ïîð 2,8
è 5,8 íì. Ïîêàçàíî, ÷òî ñóùåñòâåííàÿ çàâèñèìîñòü
ñïåêòðîâ îò äèàìåòðà ïîð ñâÿçàíà ñ êîíêóðåíöèåé âå-
ëè÷èí âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëèìåðîâ ñ ïîâåðõíîñòüþ ïîð
è âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿìè.
Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè äèàìåòðà
ïîð äî 2,8 íì óâåëè÷èâàåòñÿ âçàèìîäåéñòâèå ïîëèìå-
ðîâ ñ ïîâåðõíîñòüþ. Ýòî ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ êîí-
ôîðìàöèè ïîëèìåðíîé öåïè âáëèçè ïîâåðõíîñòè ïîð
è ê âîçíèêíîâåíèþ äåôåêòîâ, ÷òî ïðîÿâëÿåòñÿ â ïî-
ÿâëåíèè íîâûõ ïîëîñ ôëóîðåñöåíöèè â âèäèìîé îá-
ëàñòè, à òàêæå íîâîé ïîëîñû â ñïåêòðå âîçáóæäåíèÿ
â ñëó÷àå ÏÄÃÑ. Èñ÷åçíîâåíèå âèäèìîé ôëóîðåñöåí-
öèè â ñïåêòðàõ êîìïîçèòîâ ñ äèàìåòðîì ïîð 5,8 íì,
êîãäà âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó ïîëèìåðíûìè öåïÿìè
ïðåâîñõîäèò âçàèìîäåéñòâèå ïîëèìåðà ñ ïîâåðõíî-
ñòüþ, ïîäòâåðæäàåò åå äåôåêòíóþ ïðèðîäó. Ñëåäóåò
îòìåòèòü ñóùåñòâåííîå ñóæåíèå ïîëîñû âèäèìîé
ôëóîðåñöåíöèè ñ ìàêñèìóìîì 410 íì äëÿ êîìïîçè-
òîâ ÏÌÔÑ/ÑÁÀ-15, ò.å. ïîÿâëåíèå íîâîé èíòåíñèâ-
íîé ïîëîñû ñ ìàêñèìóìîì 372 íì. Ýòî ÿâëåíèå âïåð-
âûå íàáëþäàëîñü äëÿ ïîëèñèëàíîâ è äëÿ åãî
îáúÿñíåíèÿ íåîáõîäèìû äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ.
Àâòîðû ïðèçíàòåëüíû Â.Ï. Âîðîáüåâó è Â.Ì.
Ìåëüíèêó çà ïîìîùü â èññëåäîâàíèè ñïåêòðîâ
ôëóîðåñöåíöèè.
1. K. Ebihara, S. Matsushita, S. Koshihara, F. Minami,
T. Miyazawa, H. Obata, and M. Kira, J. Lumin.
72–74, 43 (1997).
2. S. Hoshino, K. Furukawa, K. Ebata, J. Brey, and H.
Suzuki, J. Appl. Phys. 88, 3408 (2000).
3. C.-G. Wu and T. Bein, Stud. Surf. Sci. Catal.
Elsevier, Amsterdam 84, 2269 (1994).
4. F Marlow, K. Hoffmann, W. Hill, J. Kornatovski,
and J. Caro, Stud. Surf. Sci. Catal. Elsevier,
Amsterdam 84, 2277 (1994).
5. G. Telbiz, O. Shvets, G. Korzhak, M. Brodyn, S.
Shevel, and V. Vozny, Functional Materials 5, 367
(1998).
6. J. Wu, A.F. Gross, and S.H. Tolbert, J. Phys. Chem.
103, 2374 (1999).
7. N. Ostapenko, G. Telbiz, V. Ilyin, S. Suto, and H.
Watanabe, Chem. Phys. Lett. 383, 456 (2004).
8. A.H. Suzuki, H. Meyer, S. Hohino, and D. Haarer, J.
Appl. Phys. 78, 2684 (1995)
9. A. Fuyii, K. Yoshimoto, M. Yoshida, Y. Ohwori, and
H. Yochino, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 1365 (1995).
10. R.D. Miller and J. Michl, Chem. Rev. 89, 1359 (1989).
11. O. Ito, M. Terajima, T. Azumi, N. Matsumoto, K.
Takeda, and M. Fujino, Macromolecules 22, 1718 (1989).
12. M. Fujiki, Chem. Phys. Lett. 198, 177 (1992).
664 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Í. Îñòàïåíêî, Í. Êîòîâà, Ã. Òåëüáèç, Ñ. Ñóòî, A. Âàòàíàáý
13. W.I. Wilson and T.W. Weidman, J. Phys. Chem. 95,
4568 (1991).
14. Y. Kanemitsu and K. Suzuki, Phys. Rev. 51, 13103
(1995).
15. S. Toyoda and M. Fujiki, Chem. Phys. Lett. 293, 38
(1998).
16. A. Watanabe, M. Nanyo, T. Sunaga, and A. Sekiguchi,
J. Phys. Chem. A105, 6436 (2001).
17. A. Watanabe, T. Sato, and M. Matsuda, Jpn. J. Appl.
Phys. 40, 6457 (2001).
18. S. Toyoda and M. Fujiki, Macromolecules 34, 2630
(2001).
19. C.T. Kresge, M.E. Leonowicz, W.J. Roth, J.C. Vartuli,
and J.S. Beck, Nature 359, 710 (1992).
20. D.Y. Zhao, J.L. Feng, Q.S. Huo, N. Melosh, G.H.
Fredrickson, B.F. Chmelka, and G.D. Stucky, Science
279, 548 (1998).
21. S. Suto, M. Shimizu, T. Goto, A. Watanabe, and M.
Matsuda, J. Lumin. 76–77, 486 (1998).
22. M. Shimizu, S. Suto, T. Goto, A. Watanabe, and M.
Matsuda, Phys. Rev. 63, 073403 (2001).
23. A. Tilgner, H.P. Trommsdorft, J.M. Zeigler, and R.M.
Hochstrasser, J. Inorganic Organometallic Polymers 1,
3, 343 (1991).
24. J.N. Israelashvili and S.J. Kott, J. Chem. Phys. 88,
7162 (1988).
25. S.K. Kumar,V. Vacatello, and D.V. Yoon, J. Chem.
Phys. 89, 5206 (1988).
26. R.G. Kepler and Z.G. Soos, Phys. Rev. 43, 11908
(1991).
Size effect in fluorescence spectra of polysilanes
incorporated in mesoporous silica
N. Ostapenko, N. Kotova, G. Telbiz,
S. Suto, and A. Watanabe
The fluorescence and excitation spectra
(T � 5–150 K) of silicon-organic photoconduc-
tors (PDHS) and (PMPS) embedded into meso-
porous materials MSM-41 and SBA-15 with pore
diameters of 2,8 and 5,8 nm, respectively, have
been investigated. It is shown that the spectra of
the nanostructured polymers depend on pore di-
ameters and differ essentially from those of the
bulk film. New fluorescence bands of 410 and
460 nm maxima were observed for the first time
in the visible region of the spectra of PDNS and
PMPS, respectively, embedded into the pores of
2.8 nm. The new fluorescence bands are sup-
posed to be connected with the defect states
formed due to the essential change of the confor-
mation of the polymer chains near the pore sur-
face. The change in the polymer chains symme-
try near such defects gives rise to a new band in
the excitation spectrum of PDHS at 300 nm.
The defect nature of the new fluorescence bands
is confirmed by the temperature investigations
and the disappearance of these bands with an in-
crease of the pore diameters up to 5.8 nm.
Ðàçìåðíûé ýôôåêò â ñïåêòðàõ ôëóîðåñöåíöèè ïîëèñèëàíîâ, âíåäðåííûõ â ìåçîïîðèñòûå ìàòåðèàëû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 665
|