Введение к работе
. '
Актуальность темы. Первоначальным толчком и постоянным стимулом поиску новых электропроводящих синтетических материалов стало предложение У.Литтла о возможном повышении температуры сверхпроводящего фехода по сравнению с обычными металлами и сплавами в сверхпровод-іках органического происхождения. Хотя эта глдача до сих пор не ре-зна (максимальная достигнутая температура — 8 К) , результаты поис-i вышли далеко за рамки первоначальной идел. В частности, синтезиро-інн полимерные полупроводники, при легировании которых происходит эреход полупроводник - "органический металл".
Заметим, что обычно полимеры не обре іуют кристаллов достаточно -элыпих размеров. Исключением является р зве, что класс полидиацети-знов. Хотя небольшие области полимеров л могут обладать кристаллич-эстью, в целом поведение многих полмиров типично для аморфных сис-зм. Естественно, что наличие кристаллчности в полимерном материале тень сильно влияет на его электрически и магнитные свойства.
Полиацетилен ("ПА" или О-СН-') ) - самый простой из полимеров с эпряженными связями, проводимость кг :орых меняется при легировании, оэтому прилагается много усилий, чг'бы на базе исследований ПА поять механизмы сложных физических процессов, протекающих при легиро-ании. Интерес к исследованиям полимеров с сопряженными связями в астоящее время обусловлен прежде всого большими успехами в области интеза и возможностью получения полимеров с воспроизводимыми физико-химическими свойствами.
ПА привлекает большое внимание исследователей в- первую очередь связи с тем, что проводимость этого полимера может меняться в пре-елах двенадцати порядков, принимая значения от 10 Ом -см ' до О Ом -см при введении донорных или акцепторных добавок, т.е. в А имеет место переход диэлектрик - "органический металл". Во-пторых, А вызывает обоснованную заинтересованость теоретиков в связи с тем, то на базе этой квазиодномерной системы, в силу её структурно'' ростоты, возможна проверка различных теоретических моделей , в частости, возможность реализации солитонных состояний с необычным соот-огаением спина и заряда, а также возможность их участия в электропро-одности ПА.
Цель работы. Настоящие исследования посвящены изучению нелинел-ых эффектов в квазиодномерных системах, приводящих к появлению то-
- 4 -пологических дефектов, выяснением роли таких дефектов в ряде физических свойств полиацетилена. Основным объектом исследований был кристаллический полиацетилен (ЧША ).
Научная новизна работы заключается в том, что при выполнении настоящих исследований впервые изучены свойства кристаллического полиацетилена и нескомпенсированного полиацетилена, полученного на основе КПА. Методами электронного парамагнитного резонанса изучено образование топологических дефектов со спином 1/2 в зависимости от' температуры и величины допинга. Обнаружены динамические солитоны в гексагональной модификации КПА, впервые исследован эффект обращения спин-заряд. Методом электронного ферромагнитного резонанса исследован эффект упорядочения орбитального и спинового движения электронов в нескомпенсированном ПА, который получался путем автоотщепления атомов водорода при отжиге КПА при температурах ~600 К. Ниже 550 К, например, в полимерах (,-^-)^ обнаружено образование суперпарамагнитной фазы, величина намагниченности в кластерах которой составляет -1-6 ед.СГСМ/моль.
Защищаемые положения:
-
Исследования топологических дефектов в цепочке полиацетилена методами электронного парамагнитного резонанса и электрофизики со свойствами: топологических солитонов с о. =0, S =1/2 и CL=+ е, 5 =0« динамических солитонов с Qr=0, S =1/2 и О. =+ е, g =0.
-
Получение нескомпенсированного полиацетилена C-CKL-')^ с у< I и магнитоупорядоченного полимера на его основе. Измерение основных магнитных характеристик в зависимости от температуры и величин магнитных полей.
Практическое значение работы заключается в том, что полученные
результаты представляют ценность для создания новых систем молекуляр
ной электроники, основанных на использовании локализованных спиновых
состояний. Здесь интересна та часть диссертации в которой описано
влияние допинга и лазерного излучения на число солитонов, что откры
вает большие возможности по реализации проектов молекулярной элект
роники по направленному синтезу структур и их последующему монтажу. *
Причем, появляется возможность управления электронньши свойствами от
дельных молекул перед созданием пространственных архитектур. Здесь
имеет большую перспективу использование скрещенных магнитных и элект
рических полей. С другой стороны, решается главная проблема гцм соз-
пании г
- 5 - '
даний электрических аккумуляторов, а именно снижение высоких цен на них. Большие перспективы связывают с применением органических магнетиков в медицине и системах записи информации.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 9 работ. Основные результаты диссертации были представлены на международной конференции "Органические материалы для электроники и приборостроения" ( Ташкент, 1907г. ), ХУІІІ Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений ( Калинин, 1988г. ), II Уральской конференции "Поверхность и новые материалы"( Ижевск, 1988г.) , международной конференции "Новые материалы для передовых технологий" - "Маштек'90" ( Дрезден, 1990г. ).
Объем- и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 203 названий. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста и содержит 45 рисунков и 8 таблиц.
