Nanostructures, Oral Report

ФОРМИРОВАНИЕ ОРГАНИЗОВАННЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ЧАСТИЦ ЯДРО/ОБОЛОЧКА

Сергеева Алена Сергеевна, Саратовский Государственный Университет им. Чернышевского Н.Г., Россия

ABSTRACT

Внимание исследователей все больше привлекают нестандартные решения в области создания фотоэлектрических преобразователей (ФП). Перспективным направлением является модификация поверхности солнечных ячеек структурированными материалами, что позволяет повысить их эффективность. В данной работе рассмотрены различные технологии формирования структурированных пленок, которые будут выступать в роли фотоактивных слоев ФП. Работа разбита на этапы: на каждом из них определенным методом реализуется модель упорядоченной структуры.
На 1 этапе на основе синтезированных сферических кальций карбонатных ядер (диаметр 5 мкм) и кремниевых ядер (диаметр 2 мкм) методом полиионной сборки формировали частицы «ядро/оболочка» со структурой (PAH/МPc)n, где РАН – полиаллиламин гидрохлорид, МРс – фталоцианин металла (М – медь, железо, аллюминий), n – число бислоев (n = 2, 5, 6, 8, 10, 15). На основе полученных суспензий формировали организованные ансамбли частиц на подложках, модифицированных полиэлектролитами различных знаков. На стеклах с отрицательно заряженной поверхностью микрочастицы с одноименным зарядом (на их поверхности отрицательно заряженный фталоцианин) должны образовывать мономолекулярную пленку.
На 2 этапе стеклянные подложки модифицировали наносферами SiO2 (диаметр 100-300 нм), после чего поверх них наносили противоположно заряженные слои МРс и PEI (полиэтиленимин). Были получены структуры типа SiO2/(PEI/МPc)n, n=1..7. По мере увеличения числа нанесенных слоев цвет пленки приобретает более насыщенный, яркий оттенок.
На 3 этапе упорядоченные структуры формировали путем создания монослоя из частиц (PAH/МPc)n на границе раздела двух фаз и сжатия этих слоев до плотноупакованного состояния (оно достигается при значении удельной площади, приходящейся на одну молекулу, равном 44 Ȧ2), после чего пленка может переноситься на твердую подложку. Благодаря содержанию красителя в оболочке монослой видно на поверхности невооруженным глазом.
При формировании частиц «ядро/оболочка» на всех этапах процесс нанесения слоев контролировали измерением дзета-потенциала после адсорбции каждого слоя. Снимали спектры комбинационного рассеяния частиц: на графиках присутствуют пики, характерные для адсорбированных компонент, что доказывает их присутствие в структуре оболочки.
Сформированные на твердых подложках организованные структуры исследовали средствами АСМ (толщина, топология поверхности), СЭМ, эллипсометрии, спектроскопии. Результаты позволяют сделать вывод о том, что наиболее равномерная и плотноупакованная структура получена на 3 этапе.

Representing author

photo

Miss. Alena Sergeeva

Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, Ph. D.
Potsdam, Germany

Page views: 1232