Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время работы в области галогенидосеребряных фотографических материалов- направлены на поиск и создание новых систем для записи информации. Это в немалой степени вызвано, с одной стороны, успехами в технологии двухструнной кристаллизации, что позволило контролировать распределение микрокристаллов (МК) по размерам, их форму, состав и структуру, а с другой -формированием ряда теоретических принципов, способствовавших оптимизации различных стадий фотографического процесса.
В первом из этих направлений внимание исследователей привлекает проблема совершенствования светочувствительных материалов сложного состава и создания новых светочувствительных контактных систем открытого и закрытого (ядро-оболочка) типа на основе галогенидов серебра,, з которых можно было бы осознанно регулировать возмущающее действие контакта на протекание ионных и электронных стадий на всех этапах приготовления и использования этих систем. Для решения этой задачи необходимы теоретические и экспериментальные исследования поверхности микрокристаллов AgBr(Cl,I) на всех стадиях их технологической подготовки* Анализ литературы показывает, что - несмотря на огромный объём публикаций пс исследованию физических свойств гало-генидов серебра работ на реальных эмульсионных МК выполнено мало и посвящены они , в основном, изучению ионной проводимости (ИЩ и электронно-дырочного переноса. Малочисленны, либо полностью отсутствуют работы по исследованию состояния поверхности, энергетических характеристик МК, концентрации и природы активных поверхностных центров, анализу изменения структуры двойного слоя в сравнении с фонографическими характеристиками, при варьировании условий синтеза. Перечисленные факторы, вследствие малых размеров микрокристаллов, играют значительную роль при фотографическом процессе, однако достаточно надёжных данных по свойствам реальных МК, подтверждающих, в частности, связь характеристик поверхности и фотографических свойств галогенидосеребряных систем, до настоящего времени не получено . В связи с этим, необходимы работы, посвященные исследованию поверхности и изменению энергетических характеристик эмульсионных МК галогенидов серебра при их синтеза и химической сенсибилизации(ХС).
Цель работы. Разработка методов и исследование ряда физических свойств МК галогенидов серебра различного состава, размера и габитуса, при разных условиях их получе-
ния, установление взаимосвязи между некоторыми физическими параметрами и сенситометрическими характеристиками эмульсий и выработка научно обоснованных рекомендаций для получения новых эмульсионных систем регистрации информации.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования состава, стехиометрии поверхности несенсибилизиро-ванных, однородных и сложного состава Ж AgHal в различных условиях их получения.
Предложен новый подход к анализу состояния поверхности в МК галогенидов" серебра, позволяющий прогнозировать направление модификации поверхности и изменений их свойств в зависимости от внешних условий.
Обоснована и экспериментально подтверждена возможность управления фотопроцессами в гетерококтактных системах, на основе AgHal, предложены их энергетические диаграммы, позволяющие прогнозировать направление электронно - дырочного переноса при освещении светом.
Практическая Значимость.. Большинство исследований в работе были проведены на эмульсионных МК, полученных в условиях, близких к условиям синтеза фотографических эмульсий для светочувствительных материалов. Результаты по составу поверхности, энергетическим характеристикам МК использовались для выбора условий синтеза простых и сложных регистрирующих систем, в которых оптимизация сенситометрических характеристик осуществлялась с учетом данных по изменению ИП, поверхностного потенциала, энергии Ферми, при изменении состава и структуры кристаллов, а тагске в процессе адсорбции на поверхности фотографически активных веществ.
Полученные данные по состоянию поверхности,величине и знаку поверхностного потенциала, значениям фотоэлектрической и термоэлектронной работ выхода электрона, концентраций междоузельных ионов серебра в реальных условиях синтеза использовались для моделирования процесса образования скрытого изображения и могут быть использованы для разработки количественной теории фотографического процесса.
Созданы новые методы измерения (допороговая фотоэмиссия, диэлектрические потери), позволяющие получать информацию о концентрации электронных центров на поверхности МК и количестве междоузельных ионов.Эти методики являются перспективными для исследования и контроля процесса ХС.
Предложенная модель релаксации избыточной энергии поверхности в кристаллах с низким значением энергии образования собственных дефектов имеет фундаментальное значение.
Выполненные комплексные исследования МК AgHal и фотографических систем типа " ядро-оболочка", способствовали
разработке эмульсий для неоднократной записи информации и позволили предложить новые системы контактного типа, запись информации в которых может осуществляться без освещения.
На зашиту выносятся следуэтпгеа положения.
1.Экспериментально установлена взаимосвязь генерационной активности поверхности с концентрацией избыточных Brs~ на поверхности, структурой приповерхностного слоя, концентрацией собственных дефектов в МК, фотоэлектрической и термоэлектронной работами выхода.
2. Модель ионной релаксации поверхности МК бромида се
ребра, объясняющая отрицательный заряд поверхности и фор
мирование двойного слоя.
Методика определения концентрации избыточных на поверхности Brs" и поверхностного потенциала из спектральных зависимостей квантового выхода электронов.
3. Экспериментальные результаты по исследованию состоя
ния поверхности МК октаэдрического и кубического габитусов
различных размеров до- и после ХС.
4.Модель диэлектрической релаксации, связывающая появление двух максимумов в спектрах диэлектрических потерь с формированием фазовой неоднородности з МК AgHal в зависимости от внешних условий.
5.Результаты и анализ размерной зависимости спонтанной сенсибилизации в МК бромида серебра.
6.Энергетические диаграммы контактных систем на основе AgHal, AgBr/Agl; AgBr/AgCl, построенные с учетом ионного и электронного равновесия в системах, позволившие, в соответствии с экспериментом, установить направление электронно-дырочного переноса в МК типа мядро-оболочка" переменного состава [AgBr(I) /АдВг(I)] .
7.Явление оптической модификации поверхности и результаты его исследования.
Апробация работы. Основные результаты и положения работы докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме "Актуальные вопросы физики и химии фотографических процессов" (Тбилиси, 1984г.); Международном съезде по общей и прикладной химии (Ташкент,1988г.); Международном симпозиуме,посвященном 150-летию фотографии (Дрезден, 1989г,); Международном конгрессе по фотографической науке (Пекин,1990г.); объединенном Международном конгрессе IS&T и Ежегодной Конференции ICPS (Рочестер,1994г.); Ежегодной конференции ICPS (Вашингтон, 1995г.); Ежегодной конференции ICPS (Минесота, 1996г.); Всесоюзных совещаниях по "Воздействию ионизирующего излучения на гетерогенные системы" (Кемерово, 1990г.,1995г.); Всесоюзной конференции
"Физические процессы в светочувствительных системах на основе солей серебра" (Кемерово, 1986г.) ; на IV Всесоюзном симпозиуме "Экзоэлектронная эмиссия и её применение" (Тбилиси,1985г.); на IV Всесоюзном симпозиуме по вторичной электронной зми.ссті и спектроскопии твердого тела (Рязань,1986г.); на VII и VIII Всесоюзных конференциях по физике вакуумного ультрафиолета и его взаимодействию с веществом (Рига,1986г., Иркутск,1939г.); на Всесоюзном симпозиуме "Эмиссия с поверхности полупроводников, в том числе экзоэмиссия (Львов,1989г.); на V Всесоюзном симпозиуме "Фотохимические и фотофизические процессы в галогенидах серебра'" (Черноголовка, 1991г.) ; на VII Всесоюзной конференции по физике (Томск,1988г.); на Российской научно -технической конференции с международным участием "Диэлектрики--93" (С-Петербург,1933г.).
Материалы исследований докладывались на научных семинарах в НШХШФОТОПРОЕКТ (г. Москва), в КАЗНШТЕХФ0Т0ЇІР0ЕКТ (г.Казань), в ЛИШ(г.Санкт-Петербург), на проблемном Совете АНСССР "Фотографические процессы регистрации информации" (г.Москва).
Пу&зшкации. По материалам работы опубликовано 63 работы.
Личный вклад автора. В работу включены результаты, полученные автором самостоятельно и совместно с аспирантами и сотрудниками, которые под его руководством выполнили диссертационные работы. Во всех работах автор принимал непосредственное участие в формировании концептуальных положений, постановке задач исследований, в проведении теоретических и экспериментальных исследований, интерпретации полученных результатов. Соавторов, принимавших участие во всем цикле работ, не имеется.
Структура и обгьём. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы.
