Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Перспективы применения органических материалов вместо традиционных неорганических в различных оптических и электронных приборах, все более реальные благодаря развитию высокомолекулярных технологий, стимулируют в послсдшге годы бурный рост активности исследований этих материалов методами нелинейной оптики, спектроскопии и физики твердого тела. Один из наиболее многообещающих классов органических объектов представляют полимеры с системой сопряженных связей - сопряженные полимеры, в синтезированных к настоящему времени образцах которых были зарегистрированы рекордно высокие значения быстрой оптической нелинейности, анизотропии оптических свойств, удельной массовой проводимости.
Среди сопряженных полимеров полиацетилеп (ПА) - (СН)Х - вызывает особый интерес как с фундаментальной точки зрения, поскольку является химически простейшим сопряженным полимером и поэтому может служить модельным объектом при изучении этих матс-риалов, так и в силу уникальных физических характеристик - рекордные значения нелинейности и, при соответствующем легировании, электропроводности были получены именпо для полиацетнлеиа. Кроме того, благодаря специфическому свойству - двукратному вырождению основпого состояния полимерной цепи - в транс изомере ПА разрешено существование особо-IX) типа автолокализованных электронных возбуждений - монологических солитонов. Считается, что именно солитотгы доминируют в формировании отклика цени транс-(СН)г в большинстве нелинейно-оптических процессов и ответственны за перепое заряда в легированных образцах.
Для исследования электронной структуры и свойств полиацетнлеиа. и других сопряженных полимеров применяется все многообразие современных спектроскопических методик. В силу своей инсЬормативиостп и эффективности одними из компонент комплекса исследований сопряженных полимеров, как правило, являются фотоипдуцированная (ФИ) спектроскопия и спектроскопия элсктроноглощения (ЭП). Солитонные состояния наблюдаются в спектрах фотоиидуцироваииого поглощения (ФИП) в виде полос ниже края фундаментального поглощения.
Основным препятствием при изучении сопряжепных полимеров является сложность приготовления высококачественных материалов с регу-
лярной и малодефектіюй структурой. Вследствие сильной чувствительности системы сопряженных связей к присутствию различного рода дефектов экспериментальные данные, полученные на разных образцах, часто противоречат друг другу, в результате чего в настоящее время существует целый ряд невыясненных вопросов относительно электронпой структуры и физических процессов, в том числе ответственных за линейный и нелинейный оптический отклик, как в 1ІЛ, так и в сопряженных полимерах в целом.
В последние годы в ИХФ РАН синтезирован высокоупорядоченный ПА, отличающийся низким содержанием дефектов и долговременной стабильностью, который и послужил объектом исследования в представляемой работе.
Все вышесказанное определяет АКТУАЛЬНОСТЬ настоящего исследования высокоупорядоченной формы иолиацетилена.
ЦЕЛЬЮ диссертационной работы является исследование высокоупо-рядочеипого полиацетилена методами фотоиндуцированпой спектроскопии и спектроскопии электропоглощеиия.
-
Нейтральный солитон является низшим возбужденным состоянием полимерной цепи транс-полиацетилена. Именно нейтральные солитопы должны образовываться при фотовозбуждении цепи транс-ПА.
-
Эффективность фотогенерации солитонных состояний растет с увеличением энергии фотона при ыежзонном возбуждении.
-
Отклик электродоглощеиия в полиацетилене определяется двумя механизмами : штарковгким уширением в постоянном ноле и механизмом, связанным с дефектами структуры полиацетилена. Феноменологически электропоглощение в нолиацетилене можно полностью описать в терминах нелинейной оптической восприимчивости х fa w>0,0).
-
Высокоупорядоченный транс-полиацетмлен - перспективный нелинейно-оптический материал с кубической восприимчивостью x'3'(uj;u;,0,0) ~ 10~8 СГС в области прозрачности и x'3'(cj;u;,a>i, —wj) ~ 1 С ГС при частоте и, лежащей в области прозрачности, частоте u>i - в области поглощения. Оптический отклик полимерной цепи иолиацетилена характеризуется резко выраженной анизотропией.
-
Исследованные эффекты фотоиндуцированного поглощения и электропоглощения с учетом высокого качества и стабильности высокоуноря-дочснного ПА свидетельствуют о перспективности использования этого материала в различных нелинейно-оптических устройствах.
-
Созданная система фоторегисграции с чувствительностью к фототоку Si ~ 3 пА/уТц может эффективно применяться в различпых прецизионных оптических экспериментах с высоким временным разрешением.
Основные результаты работы представлялись в качестве приглашенных докладов на XV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (С.-Петербург, 1995), 9 Международной конференции по фотоакустическим и фототепловым явлениям (Нанкин, КНР, 1996), а также докладывались на Международных конференциях по науке и технологии синтетических металлов (Сеул, Корея, 1991", Сноуберд, Юта, США, 1990), V Международном симпозиуме по лазерной физике (Москва, 1996), Конференции молодых ученых в рамках мемориальных мероприятий, посвященных 70-летию Р.В.Хохлова (Москва, 1996), XV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (С.-Петербург, 1995), Всемирном конгрессе по ультразвуку (Берлин, Германия, 1995). По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.
