Дослідження процесів локалізації і транспорту носіїв заряду в органічних напівпровідниках та їх наноструктурах

Розроблені технологічні методи та виготовлені нові нанокомпозити на основі напівпровідникових кремній-органічних полімерів полі(ді-n-гексилсилану) ПДГС та полі(метилфенілсилану) ПМФС, інкорпорованих в нанопористі кремнеземи з різним діаметром та геометрією пор. Контрольоване збільшення діаметра пор кремнеземів від 2.8 нм до 10 нм дозволило вперше дослідити оптичні властивості полімерів при переході від ізольованого полімерного ланцюгу до плівки та визначити можливості керованої їх зміни. Виявлено, що суттєвий вплив ефектів обмеження на досліджувані спектри є результатом конкуренції двох типів взаємодії: полімеру з поверхнею пор та міжмолекулярної взаємодії між полімерними ланцюгами. Вперше показано, що в результаті конкуренції цих взаємодій виникають нові структури полімерів в порах, що не спостерігались в плівках і розчинах полімерів. Доведено, що в обмеженому об’ємі нанопори виникають три нові форми полімерів, що мають гош-та транс-конформацію полімерних ланцюгів, а також їх агрегати. Виявлена наявність двох термохромних переходів для нанорозмірного ПДГС, що суттєво відрізняються від переходів для плівки і розчину полімеру.

Доведено суттєве скорочення процесів релаксації люмінесценції композитів та зростання (в 1.5 рази) її ефективності при кімнатній температурі в порівнянні з плівками полімерів внаслідок ефектів орієнтації та обмеження, що відкриває ширшу перспективу їх застосування в оптоелектронних пристроях в порівнянні з плівками полімерів.

Доведено існуванням в полімері двох просторово розділених центрів з різним розподілом сегментів по довжині та виникнення двох рідкокристалічних фаз в результаті орієнтації полімерних ланцюгів.

Для дослідження енергетичного спектру пасток в ПДГС використано розроблений нами модифікований метод фракційної термостимульованої люмінесценції, що дозволив значно збільшити його енергетичну роздільну здатність порівняно з традиційним та отримати коректні значення енергій активації пасток. Вперше доведено, що більшість фракційних енергій ПДГС утворюють систему горизонтальних полиць в залежності від температури, що свідчить про дискретність енергетичного спектру пасток. Отримані результати систематизовані на базі запропонованої нами моделі звільнення носіїв з пасток.