УДК: 
620.3

ВНУТРЕННИЕ И ВНЕШНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ КАК ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ МОЛЕКУЛ

Аннотация

Проведен обзор отечественных и зарубежных научных статей, посвященных созданию гибридных структур и наиболее распространенным методам влияния на структуру, состав и свойства органических покрытий. Показано, что классификация методов воздействия и модификации на химические и физические методы достаточно условна и во многом объясняется электрическими взаимодействиями, возникающими как при приложении внешних электрических полей, так и на уровне молекул и их фрагментов, т.е. на уровне внутренних электрических полей, существующих в полиэлектролитном растворе и на границах фаз. На примерах показана эффективность применения комплексных методов модификации потенциала поверхности и перспективы их применения.

The review of scientific articles devoted to preparation of hybrid structures and widespread methods of impact on structure, composition and organic coating properties was carried out. It was demonstrated that difference between chemical and physical methods to modify and to impact is relative due to similar electrostatic interaction under applied external electric fields as well as between molecules and their fragments, i.e. there are internal electric fields in polyelectrolyte’s solution and at interfaces. The efficiency of complex methods of surface potential modification as well as their prospects were shown by examples.

Литература

1. Помогайло А. Д. Гибридные полимер-неорганические нанокомпозиты // Успехи химии. 2000. Т. 69, вып. 1. С. 60–89.

2. Штыков С. Н., Калач А. В., Панкин К. Е., Русано- ва Т. Ю., Селеменев В. Ф. Применение плёнок Ленгмюра–Блоджетт в качестве модификаторов пьезорезонансных сенсоров // Журн. аналит. химии. 2007. Т. 62, № 5. С. 544–548.

3. Вениг С. Б., Стецюра С. В., Глуховской Е. Г., Климова С. А., Маляр И. В. Формирование металлических кластеров в органическом монослое, полученном методом Ленгмюра // Нанотехника. 2009. Т. 3, № 19. С. 49–54. 

4. Malyar I. V., Gorin D. A., Stetsyura S. V., Santer S. Effect of nanodimensional polyethylenimine layer on current voltage characteristics of hybrid structures based on silicon single crystal // J. Electron. Mater. 2012. Vol. 41, № 12. P. 3427–3435.

5. Стецюра С. В., Глуховской Е. Г., Климова С. А., Маляр И. В. Фоточувствительные материалы с наноразмерными включениями, полученные с использованием технологии Ленгмюра–Блоджетт // Вестн. СГТУ. 2007. № 4(28), вып. 1. С. 85–93.

6. Яшникова С. С., Климова С. А., Маляр И. В., Стецюра С. В. Исследование сульфида кадмия с монослоем арахината свинца на поверхности методом СТМ // Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика : тез. докл. VI конф. молодых ученых. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2011. С. 80–81.

7. Способ изготовления фотопроводящих радиационно-стойких пленок : пат. 2328059 Рос. Федерация. № 2006144140/28; заявл. 14.12.06; опубл. 27.06.08, Бюл. № 18. 11 с.

8. Способ получения просветляющего покрытия : пат. 2239854 Рос. Федерация. № 2003105003; заявл. 19.02.03; опубл. 10.11.04, Бюл. № 31. 5 с.

9. Способ получения тонких металлических пленок на подложке : пат. 2329875 Рос. Федерация. № 2006134308/12; заявл. 27.09.06; опубл. 27.07.08, Бюл. № 21. 6 с.

10. Gorin D. A., Yashchenok A. M., Manturov A. O., Kolesnikova T. A., Moehwald H. Effect of Layer-by-Layer Electrostatic Assemblies on the Surface Potential and Current Voltage Characteristic of Metal-Insulator-Semiconductor structures // Langmuir. 2009. Vol. 25, № 21. P. 12529–12534.

11. Климова С. А., Стецюра С. В. Электрофизические свойства поверхности CdS, модифицированной органическим покрытием // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология : докл. междунар. конф. «Композит-2010» / Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2010. C. 372–373.

12. Маляр И. В., Santer S., Стецюра С. В. Влияние освещения на параметры полимерного покрытия, осаждаемого из раствора на полупроводниковую подложку // ПЖТФ. 2013. Т. 39, вып. 14. С. 69–76.

13. Van de Ven T. G. M. Kinetic aspects of polymer and polyelectrolyte adsorption on surfaces // Advances in Colloid and Interface Sci. 1994. Vol. 48. P. 121–140.

14. Zhao N., Shi F., Wang Z., Zhang X. Combining Layerby-Layer Assembly with electrodeposition of silver aggregates for fabricating superhydrophobic surfaces // Langmuir. 2005. Vol. 21. P. 4713–4716.

15. Klimova S. A., Yavuz M., Stetsyura S. V., Durak G., Glukhovskoy E. G., Arslan M., Wenig S. B., Elerman Y. Scanning probe microscopy measurements of the Langmuir– Blodgett organic thin fi lms // Proc. book of NANOTR-5. Eskisehir, Turkey, 2009. P. 75.

16. Klimova S. A., Yavuz M., Stetsyura S. V., Durak G., Glukhovskoy E. G., Arslan M., Wenig S. B., Elerman Y. Investigation of the LSH thin fi lms with different pH by scanning probe microscopy (AFM, EFM, SKM, SCM) measurements // Proc. book of NANOTR-5. Eskisehir, Turkey, 2009. P. 76.

17. Stetsyura S. V., Klimova S. A., Wenig S. B., Malyar I. V., Arslan M., Dincer I., Elerman Y. Preparation and probe analysis of Langmuir–Blodgett fi lms with metal-containing dendritic and cluster structures // Appl. Phys. A : Mater. Sci. & Proc. 2012. Vol. 109 (3). P. 571–578.

18. Стецюра С. В., Климова С. А., Маляр И. В. Зависимость морфологии, химического и фазового состава поверхности монослоя арахината свинца от технологии получения пленок // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы : труды XI междунар. конф. Ульяновск : УлГУ, 2010. С. 57.

19. Маляр И. В., Стецюра С. В. Модификация поверхности полупроводниковой подложки с помощью органических монослойных покрытий и воздействия излучений // Вестн. СГТУ. 2010. № 4(51), вып. 3. С. 30–35.

20. Dobrynin A. V., Deshkovski A., Rubinstein M. Adsorption of polyelectrolytes at oppositely charged surfaces // Macromolecules. 2001. Vol. 34. P. 3421–3436.

21. Dobrynin A. V., Deshkovski A., Rubinstein M. Adsorption of polyelectrolytes at an oppositely charged surface // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84, № 14. P. 3101–3104.

22. Шалимова К. В. Физика полупроводников. М. : Энер- гия, 1976. 416 с.

23. Карбаинов Ю. А. Электрохимическая активация водных сред в новых энергосберегающих технологиях // Соросовский образовательный журн. Сер. Химия. 1999. № 10. С. 51–54.

24. Napolskii K. S., Sapoletova N. A., Gorozhankin D. F., Eliseev A. A., Chetnyshov D. Y., Byelov D. V., Grigoryeva N. A. Fabrication of Artifi cial Opals by Electric-FieldAssisted Vertical Deposition // Langmuir. 2010. Vol. 26, № 4. P. 2346–2351.

25. Саполетова Н. А., Мартынова Н. А., Напольский К. С., Елисеев А. А., Лукашин А. В., Колесник И. В., Петухов Д. И., Кушнир С. Е., Третьяков Ю. Д. Самосборка коллоидных частиц в присутствии электрического поля // ФТТ. 2011. Т. 53, вып. 6. С. 1064–1068.

26. Rydzek G., Jierry L., Parat A., Thomann J., Voegel J. C., Sender B., Hemmerle J., Ponche A., Frisch B., Schaaf P., Boulmedais F. Electrochemically Triggered Assembly of Films : A One-Pot Morphogen-Driven Buildup // Angewandte Chemie International Edition. 2011. Vol. 50, № 19. P. 4374–4377.

27. Casagrande T., Lawson G., Li H., Wei J., Adronov A., Zhitomirsky I. Electrodeposition of composite materials containing functionalized carbon nanotubes // Mater. Chem. and Phys. 2008. № 111. P. 42–49.

28. Ko Y. H., Kim Y. H., Park J. Electric-Field-Assisted Layer-by-Layer Assembly of Weakly Charged Polyelectrolyte Multilayer // Macromolecules. 2011. Vol. 44. P. 2866–2872.

29. Yashchenok A. M., Gorin D. A., Badylevich M., Serdobintsev A. A., Bedard M., Fedorenko Y. G., Khomutov G. B., Grigoriev D. O. Impact of magnetite nanoparticle incorporation on optical and electrical properties of nanocomposite LbL assemblies // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. Vol. 12. P. 10469–10475. 

30. Маляр И. В., Стецюра С. В. Влияние морфологии и состава фаз поверхности на радиационную стойкость гетерофазного материала CdS-PbS // ФТП. 2011. Т. 45, вып. 7. С. 916–921.

31. Стецюра С. В., Маляр И. В., Сердобинцев А. А., Климова С. А.Влияние параметров узкозонных включений на тип и величину вторично-ионного фотоэффекта в гетерофазных фотопроводниках // ФТП. 2009. Т. 43, вып. 8. С. 1102–1108. 

32. Malyar I. V., Matasov M. D., Stetsyura S. V. Forming Luminescent Grains via Decomposition of Supersaturated PbS-CdS Solid Solution // Technical Phys. Lett. 2012. Vol. 38, № 8. P. 750–754.

33. Grigoriev D., Gorin D., Sukhorukov G. B., Yashchenok A., Maltseva E., Moеhwald H. Polyelectrolyte/magnetite Nanoparticle Multilayers : Preparation and Structure Characterization // Langmuir. 2007. Vol. 23, № 24. P. 12388–12396.

34. Роках А. Г., Стецюра С. В. Влияние неоднородностей на фотоэлектрические характеристики гетерофазных пленок системы CdSxSe1-x –PbS // Неорганические материалы. 1997. Т. 33, № 2. С. 198–200.

35. Rokakh A. G., Serdobintsev A. A., Stetsyura S. V., Zhukov A. G., Matasov M. D., Malyar I. V. Optical control of ion sputtering // Handbook on Mass Spectrometry: Instrumentation, Data and Analysys, and Aplications / еd. J. K. Lang. Hauppauge NY : Nova Science Publ., 2009.

36. Роках А. Г., Стецюра С. В., Жуков А. Г., Сердобин- цев А. А. Исследование особенностей ионного травления гетерофазных полупроводников при травлении белым светом // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29, вып. 2. С. 23–29.

37. Bratashov D. N., Klimova S. A., Serdobintsev A. A., Malyar I. V., Stetsyura S. V. Creating micron regions with modifi ed luminescent properties and topology on CdSxSe1−x fi lms by laser annealing // Technical Phys. Lett. 2012. Vol. 38, № 8. P. 572–575.

38. Malyar I. V., Gorin D. A., Stetsyura S. V. Effect of nanodimensional polyethylenimine layer on surface potential barriers of hybrid structures based on silicon single crystal // Proc. of SPIE. Bellingham, 2013. Vol. 8700. P. 870009–870009–9.

Полный текст в формате PDF (на русском языке):