Введение к работе
Актуальность четі. В последнее десятилетие исследование оптических я фотоэлектрических явлений в органических твердых телах стало самостоятельным и интенсивно развивающимся науч -ным направлением, актуальность которого обусловлена широкими перспективами практического применения. Особый интерес представляют органические полупроводники, использугмыэ в системах электрофотографической и фототермопластической записи оптической информации. Дальнейшая перспектива бессеребряшх регистрирующих сред в этой области связала со всесторонним изучением явления фотопроводимости в органических полупроводниках, прз -^усмотренным целевыми комплексными программами Государственного комитета СССР по науке и технике.
К настоящему времени синтезировано большое число органи -чесгсих полимерных фотопроводников и сенсибилизаторов. Тем не менее, представленные в литературе данные по изучению фотоэф -фекта ограничены в большинстве случаев описанием общих эаконо-. мерностей собственной или сенсибилизированной фотопроводимости. Наиболее детально процессы фотогенерации и транспорта носите -лей зарлда исследованн в пленках ПШ - поли-9-виішлкарбазоиа, сенсибилизированного нигропроиаводными флуоренона, родамином 6Ж и солями пирилия» на основе которых разработан и налажен серийный выпуск промышленных материалов. Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных данному вопросу, много неясного остается при изучении отдельных стадий этого сложного и многоступенчатого процесса. Трудности э понимании явления фотопроводимости в органических полупроводниках вызваны прежде всего их специфическим строением, В отличие от классических ковалентных полупроводников для органических соединений характерны слабое,межмолекулярное взаимодействие и локализация электронных возбуждений и носителей заряда на отдельных молекулах, что не позволяет приманять для их описания традиционных пред -ставлений физики твердого тела. S то же время, для уепегиной разработки высокоэффективных светочувствительных систем необ -ходимо знание надежных критериев отбора исходных компонент, теоретическое обоснование которых должно быть проверено на базе большого количества экспериментальных данных. В этой связи,
детальное изучение механизма фотогзнерации в ряду родственных соединений приобретает не только важную теоретическую значи -ыость» но и практически направленность.
Цель работы, исследование процесса фотогенерации свободных носителей заряда в полимерных материалах на основе ШЖ, сенсибилизированного соединениями с внутримолекулярным переносом зарода м разработка новых эффективных регистрирующих сред. Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи:
I» Исследован механизм сенсибилизации в слоях поли-^-еи -кил-карбаэола, сенсибилизированного соединениями 1-гетерил--3,4,4-трицианобугйдиенового рада.
-
Определена роль агрегатных форм сенсибилизатора в процессе фотогенерации свободных носителей заряда.
-
Установлена связь основных параметров процесса фотогенерации носителей заряда с энергетическими характеристиками фотопроводника и сенсибилизатора.
-
Предложены параметры для выбора сенсибилизирующей компоненты в ряду исследуемых соединений и разработаны новые высокоэффективный электрофотографические и фоготермопластические материалы.
Научная новизна. Полученные результаты расширяют представления об электронных явлениях'в органических полимерных фото -проводниках.іПроведено детальное исследование механизма фотогенерации носителей заряда в слоях голи~9-шнилкарбаэола, сенси -
билизированных соединениями с внутримолекулярным переносом-за—- :
ряда. Показано, что при определенных условиях агрегатные формы 1-гатерил-3,4,4-грицианобутадиенов являются центрами фотогене -рации. Впервые установлено, что экеимерные состояния фотопро -водника принимают участие в процессе фотогенерации. Рассмотрена взаимосвязь химического строения 1-гетерил-3,4,4-трициано -бутадиенов с основными параметрами процесса фотогенерацик.
Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований в качестве критериев отбора эффективных сенсибилизаторов предложено ислользоейгі одновременно два независимых параметра: радиус термализации %, и квантовый выход электрон-дырочных пар ^о, рассчитанных для сенсибилизированных слоев ПВК в рамках модели Онэагера. Разработанные электрофотографи -
ческиэ и фототермопластические среды по чувствительности, дифракционной эффективности и разрешающей способности превосходят существующие промышленные материалы! Оценена перспектива использования 1-гетерил-3,4,4-трицианобутадиеноав качестве солнечных элементов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладыва -лись на Всесоюзных координационных совещаниях по органическим полупроводникам (Тбилиси, 1982; Ереван, 1984), ІУ и У Всесоюзных конференциях по бессеребряным и необычным фотографическим процессам (Суздаль, ІУ84 и 1988), Межвузовских семинарах по органическим полупроводникам (Горький, 1983 и 1ь86), сессии Научно-координационного совета по химии и физике фотографических процессов (Орджоникидзе, 1985) и 1-ой Всесоюзной конференции по органическим полупроводникам (Киев, 1989).
Публикация по.работе. Материалы диссертации изложены в 6 статьях, 4 авторских свидетельствах и 5 тезисах докладов на Всесоюзных конференциях.
В работе'защищаются следующие основные положения:
-
1-гетерил-3,4,4-трицианобутадиены (ГТЦБ) являются комплексами с внутримолекулярным переносом заряда и эффективными сенсибилизаторами фотопроводимости поли-9-винилкарбвзола.
-
Начальная стадия процесса фотогенерации носителей за -ряда при сенсибилизации ПЕК включает высокополярнов состояние ГТЦБ, обуславливающее образование электрон-дырочной пары. Радиус термализации ЭДП определяется сродством к электрону I--гетерил-3,4^4-трицианобугадиена.
-
ГТЦБ характеризуются собственной фотопроводимостью. Агрегатные состояния ГТЦБ являются центрами фотогенерации но -сителей заряда, обеспечивая увеличение квантового выхода носителей заряда.
-
На основе ГТЦБ разработаны новые высокоэффективные электрофотографическиз и фототермопластические регистрирующие среды для записи оптической информации.
Объем и структура работы. Содержание работы изложено на 99 страницах машинописного текста, 14 таблицах и 33 рисунках. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 132 наименования.
