Search academic texts

Registration Number

0825U003261, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 105, Прикладна фізика та наноматеріали

Date

11-08-2025

popup.evolution

.

Title

Synthesis and optical-physical properties of nanostructured materials for optoelectronics based on oxides and organic complexes of metals and dyes.

Author

Vladyslav S. Vasiliev,

popup.head Volodymyr B. Kapustianyk
popup.opponent Andrii S. Serednytskyi
popup.opponent Pavlo Y. Stakhira
popup.review Igor B. Olenych
popup.review Taras M. Demkiv

Description

Дисертаційна робота присвячена отриманню та дослідженню наноструктурованих і композитних матеріалів для оптоелектроніки на основі оксидів і органічних комплексів металів і оптимізації їхніх оптико-фізичних властивостей. Окрема увага була приділена вивченню процесів електронних збуджень і емісії світла в органічно-неорганічних гетероструктурах з метою створення на їхній основі прототипів інноваційних поляризованих OLED-пристроїв. За даними дифракції Х-променів розраховано середні розміри кристалітів, густину дислокацій та мікродеформації в плівках ZnO і ZnO:B (1 і 2 ваг. % B). Досліджено теплопровідність композитних матеріалів на основі комерційного мікропорошку ZnO з відновленим порошком оксиду графену (0,5 об. % та 1 об. %), диспергованого у поліметилсилоксані (силіконовій олії). Проведено дослiдження впливу освiтлення ультрафiолетовим свiтлодiодом (з максимумом смуги випромiнювання при λmax = 395 нм i його питомою потужнiстю 2 мВт/см2) на основнi характеристики кварцового газового сенсора мікробалансу, вкритого плівкою ZnO, такi як час вiдгуку/вiдновлення та чутливiсть. Отриманi експериментальнi данi свiдчать про те, що ультрафiолетове опромiнення такого сенсора приводить до значного скорочення часу його вiдновлення при детектуваннi пари етанолу, амiаку або пероксиду водню. Розроблено та запатентовано фотокаталізатор на основі поруватої пластини ZnO з мікро- і наноелементами у структурі поверхні, який можна використовувати для очищення стічних вод від широкого спектру органічних забруднювачів. Досліджено фотокаталітичні властивості плівок ZnO:Y з різною концентрацією ітрію: 0; 2,4; 3,9; 4,7 ваг. %. Продуктивність фотовольтаїчної комірки, виготовленої на основі гетеропереходу плівка p-GaN/масив мікрострижнів n-ZnO у випадку збору енергії від випромінювання комерційно доступної світлодіодної лампи ближнього УФ діапазону (395–400 нм) переважно обмежується наявністю дефектів на межі розділу ZnO/GaN та частковим поглинанням світла шаром фоторезисту. Проведено дослідження ступенів лінійної поляризації фотолюмінесценції ρ для тонких плівок DCM, DCM-5, DCM-17 і DCM-18, які були осаджені на підкладки, розміщені перпендикулярно та під кутом 10° до потоку пари. Значення ступенів лінійної поляризації становили: 0,08 та 0,09; 0,08 та 0,14; 0,06 і 0,05; 0,09 і 0,12 відповідно. Вперше досліджено абсорбційні спектри тонкої плівки Alq3 в УФ і видимій областях в інтервалі температур 16–320 K. Встановлено, що величина першої оптичної енергетичної щілини практично не змінюється в інтервалі температур від 16 до 320 K і приблизно становить 2,86 еВ, тоді як для високоенергетичної щілини отримано значення: 4,48 eВ, 4,49 eВ, 4,47 eВ, 4,44 eВ та 4,43 eВ, відповідно. Отримано композит на основі мікродисків ZnO та тонкої плівки Alq3. Дослідження поляризованої фотолюмінесценції (ФЛ) засвідчили більш, ніж дворазове зростання ступеня поляризації емісії в цьому матеріалі, пов'язане з більшою впорядкованістю молекулярного вирівнювання в тонкій плівці Alq3. Синтезовано композитну структуру на основі мікродисків ZnO та тонкої плівки Alq3 на підкладці Si і досліджені оптичні та морфологічні властивості цього матеріалу. Показано, що цьому матеріалу притаманне інтенсивніше зелене і ультрафіолетове випромінювання порівняно з окремими компонентами композита завдяки процесам передачі енергії між неорганічним і органічним середовищами. Методом термічного вакуумного випаровування на скляних підкладках, розміщених перпендикулярно та під кутом 10° до потоку пари, було отримано тонкі плівки DCM, DCM-5, DCM-18, Alq3:DCM (10 ваг. % DCM) та Alq3:DCM-5 (10 ваг. % DCM-5). Встановлено, що використання методу осадження плівок під косим кутом дає змогу маніпулювати величинами їхніх показників заломлення на довжині хвилі світла λ = 632,8 нм в межах від n = 0,05 до n = 0,18. Було виготовлено і досліджено оптичні властивості органічних світлодіодів з конфігураціями ITO/Alq3:DCM-5 (10 ваг. %)/Alq3/Al та ITO/Alq3:DCM-18 (10 ваг. %)/Alq3/Al. Продемонстровано, що варіація органічного шару на основі органічної сполуки ряду DCM дає змогу модифікувати колірні координати генерованого випромінювання.

Registration Date

2025-08-04

popup.nrat_date

2025-08-04