Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последние годы физика и химия полимеров с фотоактивными фрагментами в макромолекуле интенсивно развивается. Усилия исследователе* направлены на синтез новых полимерных материалов, изучение их электрофизических свойств, выяснение влияния различных факторов (структура, наличие примесей,внесшие воздействия и др.) на их характеристики. Это связано с возможностью и необходимостью использования полимеров в различных отраслях томики - радиоэлектронике; преобразователях солнечной энергии; аккумуляторах электроэнергии; средствах записи, хранения и воспроизведения информации, в том числе электрографии - благодаря исключительным электрофизическим, физико-механическим и другим свойствам в сочетании с относительно простой технологией их промышленного производства. Многообразие структурных форм полимеров позволяет широко варьировать их электрофизические свойства.
Современный уровень знаний позволяет синтезировать новые полимеры (и модифицировать существующие), обладэвдие заданными свойствами. Пока комплекс заданных свойств, которые можно получить в процессе синтеза, еще недостаточно широк, поэтому связь между строением полимера х его физико-механическими н электрофизическими свойствами требует дальнейшего, более широкого и тщательного изучения. Особую актуальность приобретают исследования механизмов генерации и транспорта носителей заряда в полимерных полупроводниках и диэлектриках, так как несмотря на большое количество работ в атом направлении, полное понимание механизмов электропроводности и фотопроводимости полимерных материалов еще не достигнуто. Решение этих вопросов необходимо для оптимизации характеристик различных электронных устройств на основе полимеров с электронной проводимостью. Получаемая :три этом информация важна тшая для понимания процессов фотостабилазации и фотодеструкции полимеров.
Одним из направлений изучения электронных процессов в полимэрах является исследование изменения электрофизических свойств при воздействии различных внешних факторов, в частности, электромагнитного излучения в широкой области спектра: от рентгеновского излучения до видимого света. Метод измерения времени пролета генерированного в прнэлектродной области пакета носителей заряда и изучение переходных токов в атом режиме позволяют получать информацию о подвижности зарядов я особенностях их переноса в матеряа-
дах с низкой подвижностью. Метод электрофогографического разряда заряженной поверхности позволяет исследовать процессы фотогенерации носителей заряда. В настоящей работе эти метода использованы для изучения особенностей генерации и транспорта носителей заряда в полимерах с фотоактивными центрами в основной цепи.
Работа выполнялась по теме "Пленочные полифунхци'онвльные полимерные материалы для новых типов преобразователей энергии, информации и электронных устройств" программы ГКНГ "Новые полимерные материалы".
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ было экспериментальное исследование фотоэлектрических явления в пленках на основе новых полимеров, содержащих фотоактивкые центры в основной цепи макромолекулы, а именно: фотоэлектрических свойств поли-р-фэкилэнсульфида (ГЮС), особенностей транспорта фотогенерированных носителей заряда в этом полимере и влияния на них низкомолекулярных дооавок{ фотопроводниковых свойств и движения зарядов в полимере класса полиимидов (ПИ); изменения электрофизических характеристик молекулярно дотированных лолигидроксиаминоэфиров (ПГАЭ) посла воздействия рентгеновского излучения.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Выполнено комплексное изучение электропроводности, стационарной и импульсной фотопроводимости в ІКС, влияния на фотопроводимость низкомолекулярных элехтроноахцепторных добавок. Показано, что ловушки, определящие транспорт яосителвй заряда в ВДС, обусловлены строением полимерных цепей, которое зависит от условий приготовления полимерного слоя.
Детально изучены фотопроводникоше свойства растворимого полиамида и влияние на них добавок малахитового зеленого (МЗ). Показано, что молекулы U3, являйтеся сенсибилизатором фотопроводимости ПИ в видимой области, в то же время представляют собой дырочные ловушки. Несмотря на то; что дрейфовая подвижность дырок уменьшается при введении в ЛИ молекул ИЗ, влектрофотографическая (ЭФ) чувствительность пленок ПИ+мЗ остается высокой по сравнению с ПИ а обнаруживает тенденцию к снижению при концентрации ИЗ выше оптимальной величины. -
Обнаружено обратимое и необратимое изменение электропроводности в пленхвх полигидроксиаминоэфиров, молекулярно допированных галогенсодержааими электроноакцепторншш соединениями, после воздействия рентгеновского излучения. Установлено, что модифкцирова-
нио молекулярно допированного сдоя ПГАЭ путем создания микрорельефа поверхности с помощью фотолитографической обработки, повышает фотовольтаический ток в УФ и видимой области спектра в 5-6 раз.
Предложен модифицированный способ время-пролетного (ВП) метода измерения дрейфовой подвижности носителей заряда, представ-лящий собой ЭФ процесс с импульсным возбуждением носителей заряда, в котором регистрируется переходный ток. Экспериментально показано совпадение получаемых результатов с результатами измерений в токовом режиме при условии малого сигнала ВП метода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Выяснена причина увеличения фотопроводимости в ІМС при введении элвктроноакцепторной добавки, и показана возможность повышения к.п.д. фотопрообраэовательиого устройства на основе ІКС за счет сенсибилизации электроиоакцепторны-ки соединениями и уменьшения толщины слоя полимера.
Установлены оптимальные концентрации красителя МЗ в ПИ, обус-давливавдив высокую ЭФ чувствительность сдоев в УФ области споктра и в полосе поглощения красителя. ЭФ и фототермопластические пленки с фотопроводящим сдоем из растворимого ПИ, сеисиОилиэировашю-го ИЗ, перспективны в копировальных аппаратах, включающих в качестве источника света гелий-неоновый лазер. ЭФ чувствительность слоев ПИ, определяемая по времени полуспада (ta s) поверхностного потенциала, S-fP^.^ „.Г1, не подчиняется закону взаимозамести-мости в диапазоне энергетической освещенности Pin< 0,1 Вт/м2, что следует учитывать при выборе режима зкспоїшрования в ЭФ записи изображения и разработке аппаратуры для записи и сенситометрии.
На основании выявленного пострадиационного эффекта разработаны композиции, состоянию из ПГАЭ и галогенсодержадего соединения, я получены электрорадиографнческие (ЭР) слои, позволяющие проводить операции ЭР записи в измененной по сравнению с традиционной последовательности: облучешіе- заряжение- проявление. Деяний режим записи в сочетании с гибкостью полимерных пленок дает возможность расширить области применения ЭР дефектоскопии.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные результаты и положения диссертационной работа докладывались и обсуждались на XS Всесоюзном совещании по органическим полупроводникам (Агверан,1&34);. Ц Всесоюзном совещании "Комплексы с переносом заряда ц ион радикальные соли" (Черноголовка, 1934); V школе по органическим полупроводникам (Черновцы, ISS8); V Всесоюзной конференция "Боссе-
ребряішо и необычны* фотографические процессы" (Суздаль. 1988); I Всесоюзной конференции "Полимерные органические полупроводники и регистрирующие среда на их основе" (Киев, 1989); Всесоюзном совещании "йііїормациошше свойства изображений при микрофильмировании на несоребряшх материалах" (Гула,1990); I Всесоюзной конференции по теоретической и прикладной радиационной химии (Обнинск, 1990); Всесоюзном совещании "Электрическая релаксация и кинетические явления в твердих телах" (.Соми, 1991); Международной конференции "Электрография-91" (Москва. 1991).
ШШй^ШЖі. По результатам диссертационной работе опубликовано 7 статей и 8 тезисов докладов, получено I положительное ре-аение на заявку на авторское свидетельство,
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДМССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глаз и заключения, изложенных на 152 страницах машинописного текста, включающих 42 рисунка на 41 странице, а также списка использованной литературы из 131 наименования на 10 страницах.