УДК: 539.234, 535-34, 539.24

Диагностика тонких плёнок фуллерен/теллурид кадмия и их стабильности под действием рентгеновского излучения методом ИК спектроскопии

Романов Н.М., Захарова И.Б., Lähderanta E.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Романов Н.М., Захарова И.Б., Lähderanta E. Диагностика тонких плёнок фуллерен/теллурид кадмия и их стабильности под действием рентгеновского излучения методом ИК спектроскопии // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 12. С. 50–55.

Romanov N.M., Zakharova I.B., Lähderanta E. Characterization of thin fullerene/cadmium telluride films and their stability under x-ray radiation by IR spectroscopy [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 12. P. 50–55.

Ссылка на англоязычную версию:

N. M. Romanov, I. B. Zakharova, and E. Lähderanta, "Characterization of thin fullerene/cadmium telluride films and their stability under x-ray radiation by IR spectroscopy," Journal of Optical Technology. 84(12), 833-837 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000833

Аннотация:

Тонкие плёнки на основе фуллерена с примесью теллурида кадмия, полученные методами термического испарения в вакууме, перспективны для применения в органической микро- и оптоэлектронике. Изменение характеристик данных материалов под действием различных специальных воздействий практически не изучено. В данной работе методами ИК спектроскопии, растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа исследовались тонкие плёнки нанокомпозитов фуллерен/теллурид кадмия, а также влияние облучения рентгеновскими лучами на их свойства. Тонкие плёнки, содержащие композитную смесь фуллерена С60 и неорганического донора CdTe в различных соотношениях, были получены методом термического испарения в вакууме из ячейки Кнудсена и методом открытого источника. Показано наличие Cd–O и Te–O связей, олигомеризованных состояний фуллерена, что свидетельствует о взаимодействии с кислородом или парами воды преимущественно примесных атомов. Показана стабильность нанокомпозитных плёнок под действием рентгеновского облучения.

Ключевые слова:

инфракрасная спектроскопия, нанокомпозиты, фуллерен, теллурид кадмия, рентгеновское излучение

Коды OCIS: 300.6340, 310.6860, 310.1860, 160.4890, 160.4236, 160.6000, 040.7480

Список источников:

1. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of fullerenes and carbon nanotubes. N.Y.: Acad. Press, 1996. 965 p.
2. Nelson J. Organic photovoltaic films // Opinion Solid State Mater. Sci. 2002. V. 6. № 1. P. 20–27.
3. Katz E.A. N anostructured m aterials f or s olar e nergy conversion / Ed. by Soga T. Amsterdam: Elesevier, 2006. P. 361–443.
4. Yang C.Y., Heeger A.J. Morphology of composites of semiconducting polymers mixed with C60 // Synth. Met. 1996. V. 83. № 2. P. 85–88.
5. Zakharova I.B., Ziminov V.M., Romanov N.M., Kvyatkovskii O.E., Makarova T.L. Optical and structural properties of fullerene films doped with Cadmium Telluride // Physics of the Solid State. 2014. V. 56. № 5. P. 1064–1070.
6. Ziminov V., Zakharova I., Aleshin A., Makarova T. Fullerene based organic-inorganic bulk heterojunction exhibiting rectifying behavior // Journal of nanoelectronics and optoelectronics. 2012. № 7. P. 410–414.
7. Banhart F. Irradiation effects in carbon nanostructures // Rep. Prog. Phys. 1999. V. 62. P. 1181–1221.
8. Li G., Yang Y. Radiation induced damage and recovery in poly (3–hexyl thiophene) based polymer solar cells // Nanotechnology. 2008. V. 19. P. 424014(1–4).
9. Pinna A., Malfatti L., Piccinini M., Falcaro P., Innocenzi P. Hybrid materials with an increased resistance to hard X-rays using fullerenes as radical sponges // J. Synchrotron Rad. 2012. V. 19. P. 586–590.
10. Banhart F. Structural transformations in carbon nanoparticles induced by electron irradiation // Physics of the Solid State. 2002. V. 44. № 3. P. 399–404.
11. Basiuk V.A., Albarraґn G., Basiuk E.V., Saniger J.-M. Stability of interstellar fullerenes under high-dose γ-irradiation: new data advances in space research // Advances in Space Research. 2005. V. 36. P. 173–177.
12. Romanov N.M., Zakharova I.B. The composition and the structure of thin films based on metal porphyrin complexes // St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2016. V. 2. P. 71–77.
13. Iglesias-Groth S., Cataldo F., Manchado A. Infrared spectroscopy and integrated molar absorptivity of C60 and C70 fullerenes at extreme temperatures // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2011. V. 413. № 1. P. 615–623.

14. Seeger K. Semiconductor physics: an introduction. Chapter 11. Optical absorption and reflection. Berlin: Springer, 2004. P. 324–401.
15. Lau W.S. Infrared сharacterization for microelectronics. Singapore: World Scientific, 1999. 160 p.
16. Pluchery O., Costantini J.cM. Infrared spectroscopy characterization of 3C–SiC epitaxial layers on silicon // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 495101(1–7).
17. Sohn W.Y., Kim T.W., Lee J.S. Structure and energetics of C60O: a theoretical study // J. Phys. Chem. A. 2010. V. 114. P. 1939–1943.
18. Stepanian S.G., Karachevtsev V.A., Plokhotnichenko A.M., Adamowicz L., Rao A.M. IR spectra of photopolymerized C60 films. Experimental and density functional theory study // J. Phys. Chem. 2006. V. 110. P. 15769–15775.
19. Nizam R., Mahdi S., Rizvi A., Azam A. A theoretical structure study infrared spectra of C60O isomers through Ab Initio method // Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine. 2011. V. 2. P. 011015(1–7).
20. Jan N.A., Sahar M.R. Effect of heat treatment on the structural modification of neodymium doped tellurite glass // Chalcogenide Letters. 2016. V. 13. № 9. P. 417–426.
21. García-Amaya I.V., Zayas Ma.E., Alvarado-Rivera J., Álvarez E., Gallardo-Heredia S.A., Limón G.A., Lozada-Morales R., Rincón J.Ma. Spectroscopic studies of the behavior of Eu3+ on the luminescence of cadmium tellurite glasses // Journal of Spectroscopy. 2015. Article ID 478329. P. 1–7.
22. Sreekanth T.V., Pandurangan M., Dillip G.R., Kim D.H., Lee Y.R. Toxicity and efficacy of CdO nanostructures on the MDCK and Caki-2 cells // Journal of Photochemistry & Photobiology. B: Biology. 2016. V. 164. P. 174–181.
23. Slabko O.Y., Kanchanov A.V., Kaminskii V.A. Thio- and selenocyanation reactions of quinone imines-derivatives of Pyrido[1,2-a]benzimidazole // Synthetic Communications. 2012. V. 42. № 16. P. 2464–2470.
24. Osyanin V.A., Osipov D.V., Klimochkin Y.N. Reactions of o‑quinone methides with pyridinium methylides: a diastereos elective synthesis of 1,2-dihydronaphtho[2,1‑b]furans and 2,3-dihydrobenzofurans // J. Org. Chem. 2013. V. 78. P. 5505–5520.
25. Cataldo F., Strazzulla G., Iglesias-Groth S. Stability of C60 and C70 fullerenes toward corpuscular and γ-radiation // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2009. V. 394. P. 615–623.
26. Elistratova M.A., Zakharova I.B., Romanov N.M. X-ray radiation influence on photoluminescence spectra of composite thin films based on C60<CdTe> // Journal of Physics: Conference Series. 2015. V. 586. № 012002. P. 1–5.
27. Kvyatkovskii O.E., Zakharova I.B., Ziminov V.M. Ab initio calculations of supramolecular complexes of fullerene C60 with CdTe and CdS // Physics of the Solid State. 2014. V. 56. № 6. P. 1289–1295.