Введение к работе
Актуальность темы. Производные нафталимида - один из уникальных классов органических соединений. Они являются эффективными преобразователями световой энергии, фотостойкими активными средами лазеров для синей и зеленой областей спектра. Круг их практических применений чрезвычайно широк: люминофоры, отбеливатели различных материалов, красители, флуоресцентные метки, противоопухолевые средства и т.д. Нафталимиды интенсивно изучаются учеными разных стран. Они обладают уникальными спектроскопическими свойствами, в частности, сильной зависимостью квантовых выходов флуоресценции и положения спектров от вида растворителя, влиянием заместителей на спектральные свойства, и др. Производные нафталимида могут быть информативными модельными системами для изучения влияния внутри- и межмолекулярных взаимодействий на процесс формирования электронных состояний различной орбитальной природы и мультиплетности, ответственных за спектральные свойства молекул.
Несмотря на то, что нафталимиды исследуются достаточно давно, механизм преобразования ими энергии возбуждения полностью не выяснен. Кроме того, высокая фотостойкость этих соединений делает их перспективными для применения в лазерной физике и в устройствах микроэлектроники.
Связь работы с научными программами и темами. Отдельные этапы работы выполнялись в рамках темы Академии наук и Минобразования Беларуси "Исследование механизмов спонтанного и вынужденного излучения в парах, растворах и молекулярных кристаллах при возбуждении световыми и электронными пучками", 1996-2000 гг., № ГР 19963280 (Фбтон-06).
Цель диссертационной работы и задачи исследования. Цель работы состояла в установлении основных механизмов преобразования световой и электрической энергии возбуждения производными нафталимида в растворах и твердых тонких пленках. Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи: Н изучены излучательные свойства (спектры и кинетика флуоресценции,
влияние на них структуры молекул, действие различных растворителей)
ряда производных нафталимида в растворах при их оптическом
возбуждении, В методом пикосекундной спектроскопии измерены спектры и кинетика
усиления производных нафталимида, Н исследованы спектры эффективности генерации и выяснена их природа, Я получена генерация лазерного излучения на новых активных средах -
морфолинопроизводных нафталимида,
показана принципиальная возможность электролюминесценции твердых тонких пленок производных нафталимида при пропускании через них электрического тока и исследованы их электролюминесцентные свойства. Объектами исследования являются люминесцирующие сложные органические соединения - производные нафталимида в жидкой и твердой фазах. Особое внимание уделялось 4-морфолинопроизводным нафталимида. Большая часть нафталямидов исследуется впервые.
Методология и методы исследования. В работе использовались спектральные, люминесцентные, пикосекундные кинетические и генерационные методы исследования. Научная новизна и значимость. Впервые:
установлено, что морфолинопроизводные нафталимида способны быть эффективными преобразователями световой энергии (флуоресцировать с высоким квантовым выходом и генерировать лазерное излучеігае),
показано, что у ряда производных нафталимида в полярных протонных растворителях при поглощении света формируется состояние с переносом заряда и непланарной конфигурацией,
получена электролюминесценция производных нафталимида.
Практическая значимость.
результаты исследований электролюминесценции нафталимидов необходимы при разработке эффективных светоизлучающих и других устройств,
результаты исследований генерации растворов производных нафталимида полезны при разработке новых активных сред лазеров с большим ресурсом работы,
результаты исследования взаимосвязи величины квантового выхода флуоресценции и положения максимума спектра флуоресценции производных нафталимида с диэлектрической проницаемостью растворителя указывают на перспективность их применения в качестве полевого зонда.
Защищаемые положения:
1. Морфолинопроизводные нафталимида являются новым классом активных сред лазеров на растворах органических соединений для генерации света в сине-зеленой области спектра, отличающихся повышенной фото стойкостью.
2а. Фотоиндуцированный внутримолекулярный перенос заряда с изменением планарности молекул в морфолшюпроизводных нафталимида осуществляется в протонодонорных полярных средах в результате образования межмолекулярной водородной связи с молекулами растворителя.
3. Производные нафталимида способны к электролюминесценции в аморфных топкопленочных многослойных структурах из органических соединений. Лпчпый вклад соискателя и вклад соавторов. Изложенные в диссертации результаты отражают личный вклад автора диссертации. Соискателю принадлежит проведение спектральных, кинетических и генерационных исследований, люминесцентных измерений растворов и тонких пленок производных нафталимида, обсуждение полученных результатов. Научным руководителем канд.физ.-мат.наук А.В. Кухто осуществлялось общее руководство работой. Задачи исследований спектрально-люминесцентных и генерационных характеристик поставлены проф. В.В. Грузинским и канд.физ.-мат.наук А.В. Кухто. Э.Э. Колесник и С.А. Тихомиров оказывали помощь при проведении измерений.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 3-ей международной конференции "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул", г. Томск, 1997 г.; 3-ей Международной конференции "Проблемы лазерной физики и спектроскопии", г. Гродно, 1997 г.; 5-ой Международной конференции по методам и применению флуоресцентной спектроскопии, Берлин, 1997 г., 24-ом Европейском конгрессе по молекулярной спектроскопии, г. Прага, 1998 г., 5-ом конгрессе по современной оптике, г. Будапешт, 1998 г.
Опубликованпость результатов. Результаты диссертации опубликованы в 5 статьях в научных журналах и сборниках, 4 тезисах докладов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 4 глав основного текста, выводов, списка использованных источников. Полный объем диссертации составляет 122 страницы, из них иллюстрации занимают 41 страницу, список использованных источников, включающий 164 наименования, - 13 страниц.
