ОСОБЛИВОСТІ ОПТИЧНОГО ПОГЛИНАННЯ ТА СТРУКТУРИ ТОНКИХ ПЛІВОК ПОЛІАМІНОАРЕНІВ

Анотація

Спряжені полімери, у тому числі поліаміноарени, активно використовуються у багатьох галузях досліджень, зокрема, для вдосконалення сенсорів, оптоелектронних та фотонних пристроїв завдяки унікальним фізико-хімічним властивостям пов’язаним з наявністю π-спряжених електронних зв’язків, делокалізованих вздовж полімерного ланцюга. Останніми роками зріс інтерес до використання спряжених полімерів у сенсорах (хемосенсорах) як чутливих до дії різних газів полімерних плівок. Вивчено особливості структури та оптичного поглинання тонких плівок поліаміноаренів – поліаніліну та поліортотолуїдину на прозорих скляних субстратах з нанесеним шаром оксиду олова. Для отримання зразків використано метод хімічної окисної полімеризації аміноаренів у водному розчині сульфатної кислоти під дією еквімолярної кількості персульфату амонію. Проаналізовано особливості оптичного поглинання тонких плівок поліаміноаренів на оптично-прозорій напівпровідниковій поверхні в діапазоні довжин хвиль 300–1100 нм. Встановлено, що спектри поглинання характеризуються наявністю широких смуг в області 300-450 нм та 700–900 нм, зумовлених електронними переходами у спряженій полімерній системі та поглинанням вільних носіїв заряду (поляронів). Використовуючи метод Таука, визначено оптичну ширину забороненої зони поліаміноаренів (Еg). Встановлено, що значення Еg для поліаніліну та поліортотолуїдину становлять 2,62±0,07 та 3,05±0,10 еВ відповідно. Наявність замісника у бензольному кільці ймовірно зменшує довжину спряження π-електронних зв’язків, що призводить до підвищення енергії переходу з валентної зони в зону провідності. Плівки поліаміноаренів протестовано на сенсорну чутливість до випарів органічних розчинників. Встановлено, що максимальна чутливість поліаніліну до нітробензолу спостерігається при λ > 800 нм, а поліортотолуїдину до диметилформаміду – при λ > 700 нм. При цьому значення оптичної ширини забороненої зони за наявності органічних молекул змінюються мало, що може свідчити про фізичний характер адсорбції органічних молекул на поверхні поліаміноаренів.