Меню

Исследование тонких диэлектрических пленок на поверхности золота: молекулярных слоев арахисовой кислоты и электрополимеризованных пленок полианилина

04.01.2017 - 4. Примеры применения

Особенную перспективу метод ППР имеет для получения информации о тонких слоях молекулярных пленок, которые получены электрохимическими методами. Этот метод позволяет контролировать тонкие пленки непосредственно в электролите во время их формирования, или даже в воздухе.

Идея метода опирается на тот факт, что теоретически нет ограничения на толщину пленки  для того, чтобы путем фиттинга экспериментальной и теоретической сенсограм  экстрагировать значение показателя преломления и экстинкции. Для этого был предложен специальный алгоритм. Алгоритм был опробован на объекте  с хорошо известной толщиной, а именно — на пленках арахиновой кислоты, полученных методом Ленгмюра-Блоджет.  Пленки были получены только на половине площади слоя золота; другая половина слоя оставалась открытой для определения параметров этого слоя. Были изготовлены образцы с 1, 3, 7 и 13 слоями арахиновой кислоты. Как известно, толщина слоя ЛБ строго определяется количеством монослоев, которые имеют фиксированную толщину.

На рис. 3.55 приведены полученные с помощью указанного алгоритма результаты по измерению толщины и показателя преломления диэлектрических пленок толщиной от 3 до 30 нм.

Рис. 1. Зависимость толщины и показателя преломления тонких диэлектрических пленок арахиновой кислоты от количества нанесенных ЛБ слоев.

Из рис.3.55 видно, что толщина линейно растет с количеством монослоев, что доказывает адекватность измерений. Толщина монослоя составляет ~ 2.31 nm. В литературе для толщины монослоя получено значение 2.7 нм, что является близким. Некоторое уменьшение толщины слоя может быть связано  с наклоном молекул арахиновой кислоты по отношению к подложке.

Представляется интересной зависимость показателя преломления от количества ЛБ монослоев (рис. 3.55). Для первого монослоя она немного превышает 1, а уже для стопы семи монослоев приближаются к известному объемному значению 1.5. Это свидетельствует о том, что полученные ЛБ монослои имеют разную степень упаковки. Первые монослои вмещают значительное количество полостей, которые потом заживляются при нанесении следующих монослоев.

Пленки полианилина находят в последнее время широкое приложение как сенсорное покрытие для регистрации вредных веществ в атмосфере и как органический металл для современных электронных изделий. Поэтому регистрация оптических свойств таких пленок является необходимой с точки зрения оптимизации технологии их получения. Описанный алгоритм был применен для изучения механизма роста электрополимеризованных пленок на разных стадиях роста [59,60].

Результаты, полученные  более чем на 50 образцах, суммированы на рис. 3.56. Не принимая во внимание большое рассеивание результатов, тенденция к уменьшении  n  и k пленки с ростом  толщины d  очевидная.

Рис. 2. Статистические данные для n и k пленки полианилина при разных толщинах.

Следует специально обратить внимание на то, что показатель преломления уменьшается до 1.1 для толстых пленок (это едва превышает показатель преломления воздуха). Если принять к сведению, что для анилина n=1.586, а для воды 1.33, следует заключить, что пленка полианилина  неплотная (пористая). Вычисленные значения объемной части полимера в пленке уменьшаются от 0.5 для тонкой пленки до 0.22 для толстой.

Таким образом, собственно цепь полимера занимает лишь малую часть пространства.  Следовательно, такая пленка может рассматриваться как нанокомпозит с материалом окружающей среды (воды или воздуха). Возможно, именно это обстоятельство привлекает использовать полианилин как материал для сенсоров.

 

Исследование тонких диэлектрических пленок на поверхности золота: молекулярных слоев арахисовой кислоты и электрополимеризованных пленок полианилина: 6 комментариев

  • Уведомление: cialis at walmart

  • Уведомление: cialis cost

  • Уведомление: generic cialis at walmart

  • Уведомление: viagra pills

  • Уведомление: generic cialis

  • Уведомление: how does viagra work

  • Комментарии запрещены.