Procese de fotoconductie si fotoluminescenta in compozitele de tip poli para-fenilen vinilen/nanotuburi de carbon si poli para-fenilen vinilen/nanoparticule oxidice


Project Director: Dr. Mihaela Baibarac

Rezumat

Poli para-fenilen vinilenul (PPV) face parte din clasa polimerilor conjugati-π (numiti si conductori). Proprietatile polimerilor conductori (si in particular cele ale PPV-ului) sunt baza pentru un mare numar de aplicatii incluzand diode emitatoare de lumina (LEDs), celule electrochimice emitatoare de lumina, celule fotovoltaice, fotodetectori, optocuploare, laseri pompati optic, si tranzistori cu efect de camp. Incorporarea in matricea polimerica a unor nanoparticule, organice sau anorganice, poate conduce nu doar la imbunatatirea performantelor dispozitivelor optoelectronice bazate pe polimeri conductori ci si la generarea de noi proprietati optice si electrice in materialul compozit. Prezentul proiect isi propune sintetizarea si investigarea proprietatilor fotoconductoare si fotoluminescente a doua tipuri de compozite bazate pe PPV si anume poli para-fenilen vinilen/nanotuburi de carbon (PPV/NTC) si poli para-fenilen vinilen/nanoparticule oxidice (PPV/NPO), particulele oxidice vizate fiind TiO2 si SiO2. Un astfel de obiectiv, cum este cel al proiectului propus, este prin definitie unul interdisciplinar, el intrand sub incidenta chimiei macromoleculare, a chimiei fizice si a fizicii materiei condensate. Principalele probleme propuse spre rezolvare in cadrul proiectului sunt:
i) Evidentierea, prin masuratori de fotoconductie in regim stationar, a particularitatilor proceselor de fotogenerare si transport de sarcina in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/TiO2.
ii) Investigarea, prin masuratori de fotoluminescenta sub excitare continua, a particularitatilor proceselor de recombinare radiativa in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/NPO.
iii) Investigarea, prin masuratori de fotoluminescenta sub pulsuri de mare energie, a particularitatilor spectrale, temporale si directionale ale emisiei compozitelor de tip PPV/NPO. Evidentierea unei emisii de tip laser.
iv) Relevarea, prin masuratori de emisie tranzienta, a dinamicii starilor excitate in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/NPO.

Obiective

Obiectivele generale ale proiectului sunt :
i) evidentierea caracterului percolativ a procesului de fotoconductie in compozitele de tip PPV/NC; determinarea pragului de percolatie; studiul cineticii de stingere a fotocurentului la intreruperea excitarii; evidentierea unui proces de transfer de sarcina in compozitul PPV/TiO2;

ii) evidentierea modificarilor induse in spectrele de fotoluminescenta de concentratia de NTC si respectiv NPO (TiO2;SiO2); compararea rezultatelor experimentale cu previziunile unui model teoretic; relevarea unor efecte de inhibare a luminescentei si interpretarea lor in termeni de transfer de energie/sarcina de la polimer la NTC respectiv NPO.;

iii) evidentierea, la densitati mari de excitare, a unei emisii de tip laser in filme de PPV avand incorporate particule oxidice (TiO2; SiO2);

iv) investigarea dinamicii excitonilor in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/NPO; determinarea constantelor de stingere a fotoluminescentei; evidentierea modificarilor induse in cinetica proceselor de recombinare radiativa de catre concentratia de NTC si respectiv NPO (TiO2;SiO2); identificarea unor mecanisme concurente neradiative de stingere a starilor excitate in filmele de compozit.

Consortium
INCDFM,    National Institute of Materials Physics, Bucharest
UPB,     UNIVERSITY ”POLYTEHNICA” BUCAREST
ICF,  INSTITUTE OF PHYSICAL CHEMISTRY OF THE ROMANIAN ACADEMY

National Institute of Materials Physics, Bucharest
NCDFM   http://www.infim.ro
Project Director:  Dr.Mihaela Baibarac  <barac@infim.ro>

105 bis Atomistilor Street, Bucharest-Magurele,
P.O. Box MG-7, code 077125, Romania
Phone : + 40-21-493.01.95
FAX    : + 40-21-493.02.67

UNIVERSITY ”POLYTEHNICA” BUCAREST
UPB   http://www.pub.ro/
Responsible: Prof. Dr. C.Cincu <c_cincu@yahoo.com>

Splaiul Independentei 313, Bucuresti, Cod Postal 060042, ROMANIA
Tel: +4021-402 91 00, +4021-318 10 22 / 23 / 24 / 25
Fax:+4021-318 10 01

INSTITUTE OF PHYSICAL CHEMISTRY OF THE ROMANIAN ACADEMY
ICF   http://www.icf.ro/
Responsible: Dr. V. Fruth <vfruth@icf.ro>

Splaiul Independentei 313, Bucuresti, ROMANIA
  Tel: +4021-402 91 00,
Fax:+4021-318 10 01

Rezultatele acestui proiect au fost obtinute in cadrul cooperarii internationale intre Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor – INCDFM Bucuresti si “Institut des Materiaux “Jean Rouxel” Nantes, France

Methode & Tehnologii de Laborator

Poli para-fenilen vinilenul (PPV-ul) face parte din clasa polimerilor conjugati-π (numiti si conductori). Proprietatile polimerilor conductori (si in particular cele ale PPV-ului) sunt baza pentru un mare numar de aplicatii incluzand diode emitatoare de lumina (LEDs), celule electrochimice emitatoare de lumina, celule fotovoltaice, fotodetectori, optocuploare, laseri pompati optic, tranzistori cu efect de camp. Incorporarea in matricea polimerica a unor nanoparticule, organice sau anorganice, poate conduce nu doar la imbunatatirea performantelor dispozitivelor optoelectronice bazate pe polimeri conductori ci si la generarea de noi proprietati optice si electrice in materialul compozit.
Prezentul proiect si-a propus: i) sintetizarea de compozite poli para-fenilen vinilen/nanotuburi de carbon (PPV/NTC) si poli para-fenilen vinilen/nanoparticule oxidice (PPV/NPO); ii) investigarea, prin masuratori de fotoconductie (PC), fotoluminescenta (PL) si masuratori de emisie tranzienta, a particularitatilor proceselor de fotogenerare si transport de sarcina precum si a celor de recombinare radiativa a excitonilor in compozite pe baza de PPV.
Filmele de PPV si compozit, pe substrat de cuart de calitate optica, au fost generate urmand ruta precursorului solubil [ Wessling si Zimmermann]. Compozitele PPV/NTC au fost preparate utilizand nanotuburi de carbon de provenienta comerciala. La generarea compozitelor PPV/NPO au fost utilizate atat nanoparticule oxidice (TiO2 si SiO2) de provenienta comerciala cat si particule sintetizate chimic prin metoda sol-gel.
Problematica abordata in cadrul proiectului, intr-o ordine cronologica, a fost urmatoarea:
i) investigarea proceselor de recombinare radiativa a excitonilor in filme de PPV;
ii) evidentierea, prin masuratori de fotoconductie in regim stationar, a particularitatilor proceselor de fotogenerare si transport de sarcina in compozite de tip PPV/NTC si PPV/TiO2;
iii) investigarea, prin masuratori de fotoluminescenta sub excitare continua, a particularitatilor proceselor de recombinare radiativa in compozite de tip PPV/NTC si PPV/NPO;
iv) investigarea, prin masuratori de fotoluminescenta sub pulsuri de mare energie, a particularitatilor spectrale, temporale si directionale ale emisiei compozitelor de tip PPV/NPO. Evidentierea unei emisii de tip laser;
v) relevarea, prin masuratori de emisie tranzienta, a dinamicii starilor excitate in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/NPO.
Obiectivele de cercetare mentionate mai sus sunt pe deplin justificate si asta nu numai din perspectiva unei mai bune intelegeri a fizicii polimerilor conductori si a compozitelor bazate pe astfel de materiale ci si din punct de vedere al principalelor aplicatii optoelectronice ale acestora (celule fotovoltaice si LEDs).
Conform modelului excitonic, in polimerii conductori cu stare fundamentala nedegenerata (cum este de altfel si PPV), absorbtia fotonilor cu energie mai mare decat gap-ul π-π* nu conduce direct la formarea de sarcini libere, electronul si golul ramanand pe acelasi lant polimeric, legati unul de altul prin atractia lor electrostatica; perechea legata electron-gol astfel formata, cu electronul si golul avand spin opus, este cunoscuta sub numele de exciton singlet intralant. Odata generat, excitonul poate migra prin filmul polimeric spre locuri de energie mai scazuta. Fiind un ansamblu neutru din punct de vedere electric, deplasarea excitonului este echivalenta unei migrari a energiei. Excitonul sfarseste fie recombinandu-se spontan (geminate recombination) fie disociindu-se in purtatori de sarcina mobili (polaroni). Recombinarea excitonului poate avea loc radiativ, cu emisia unui foton, sau neradiativ, cu emisia de fononi. Recombinarea radiativa a excitonului este cruciala din perspectiva procesului de fotoluminescenta (PL), pe cand disocierea excitonului este elementul cheie in procesul de fotoconductie (PC). Mecanismele de disociere a excitonilor includ excitatia termica, campuri electrice externe, defecte, sau ciocniri cu alti excitoni.
Investigarea particularitatilor proceselor de recombinare radiativa a excitonilor in filme de PPV, in functie de temperatura, grosimea filmului polimeric si regimul termic de conversie a polimerului precursor folosit la obtinerea PPV-ului, a condus la urmatoarele concluzii: i) la temperatura camerei, spectrul PL al filmelor de PPV termoconvertit (la 300 0C) releva trei peak-
uri bine rezolvate, situate la aproximativ 522 nm, 552 nm si 596 nm si un umar slab conturat in partea dinspre energii mici; spectrul de emisie al PPV este conventional interpretat ca fiind progresia vibronica a unui exciton largit neomogen, peak-ul I, II si III fiind atribuite tranzitiilor vibronice 0-0, 0-1 si respectiv 0-2; faptul ca primul peak in spectrul PL la temperatura camerei (tranzitia 0-0) este gasit sistematic mai mic decat al doilea, tradeaza o valoare mare a factorului Huang-Rhys, adica un cuplaj puternic al tranzitiei electronice S1→S0 la vibratiile de intindere ale legaturilor C-C de pe lantul polimeric; ii) excitarea filmelor de PPV cu liniile unui laser cu Ar+ (457.9, 488 si 514.5 nm), a aratat o invarianta a spectrelor PL la modificarea energiei fotonilor incidenti, invarianta care sustine ideea ca luminescenta PPV-ului standard (convertit la 300 0C) isi are originea exclusiv in segmentele conjugate cele mai lungi; iii) trecerea de la temperatura camerei (RT) la temperatura azotului lichid (LNT) este reflectata in spectrele PL printr-o deplasare spre rosu a benzii de emisie si o crestere graduala a raportului I1/I2 a intensitatilor primelor doua peak-uri; efectele induse prin coborarea temperaturii sunt consistente cu o crestere a ordinii pe lantul molecular si implicit a lungimii de conjugare, ca rezultat al "inghetarii" torsiunilor moleculare; iv) efectul grosimii filmului polimeric asupra spectrelor PL este tradus intr-o schimbare importanta in alura curbelor de emisie, raportul I1/I2 crescand odata cu reducerea grosimii filmului; un efect similar a fost observat in cazul filmelor de PPV convertite la temperaturi mai mici decat 300 0C; modificarile induse in spectrele PL prin grosimea filmului si temperatura de conversie, atrag atentia asupra rolului jucat in procesul de emisie de catre morfologia locala a filmului polimeric.
Studiul proceselor de fotogenerare si transport de sarcina in compozitele PPV/NTC si PPV/TiO2, a condus la urmatoarele rezultate: i) masuratori de fotoconductie in regim stationar, pe PPV/NTC, la RT , au evidentiat o crestere dramatica a fotocurentului, odata cu cresterea concentratiei de NTC din compozit; incepand cu o concentratie de NTC de 2%, cresterea fotocurentului urmeaza un comportament percolativ; ii) fit-ul datelor cu o ecuatia de tipul Ifotocurent = C ⎪f-fc⎪t, ecuatie preluata din teoria percolatiei, a permis deteminarea pragului de percolatie fc si a exponentului critic t (fc =2 % si t = 2); valoarea determinata pentru t este tipica unui sistem tridimensional; iii) evolutia temporala a fotocurentului, la intreruperea excitarii, a relevat ca sub pragul de percolatie, timpul de viata al purtatorilor de sarcina creste substantial la cresterea concentratiei de NTC, indicand o accentuare a starii de dezordine pe lantul molecular; iv) masuratorile de fotocurent in functie de temperatura, efectuate pentru proba de PPV/NTC cu un continut de 2%, au permis determinarea energiei de activare termica a fotocurentului; valoarea gasita, de ≅0.2 eV, este foarte apropiata de cea a energiei de activare a PPV-ului pur (0.25 eV); acest rezultat implica faptul ca fotoconductivitatea este datorata sarcinilor create in PPV si ca fractia de NTC din compozit asigura numai reteaua de migrare a sarcinilor fotogenerate; v) interpretarea intr-o maniera deductiva a datelor reprezentand valorile fotocurentilor pentru compozitele PPV/TiO2 in functie de concentratia de TiO2, ne permite sa concludem ca la nivelul heterojonctiunilor polimer/nanocristalite de TiO2 din filmul compozit are loc un proces de transfer de sarcina, proces ce eficientizeaza disocierea excitonului; vi) spre deosebire de reteaua de NTC, reteua formata de nanocristalitele de TiO2 in matricea polimerica de PPV pare a fi una de tip nepercolant, cel putin pentru domeniul de concentratii de TiO2 la care s-a lucrat (valoarea maxima a concentratiei in setul de probe investigat nu a depasit 32%); vii) raspunsul spectral al fotoconductivitatii, inregistrat la temperatura camerei pe un film de PPV, a reconfirmat valoarea de ~ 2.3 eV pentru onset-ul fotocurentului;
Incorporarea NTC si NPO in matricea polimerica induce modificari notabile nu doar in proprietatile fotoconductoare ci si in cele fotoluminescente ale PPV. Astfel: i) inserarea NTC in matricea de PPV modifica drastic ponderea relativa a benzilor vibronice din componenta spectrului PL la RT, peak-ul dinspre energii mari (peak I) crescand gradual cu cresterea concentratiei de nanotub; un fenomen similar a fost observat si in cazul compozitelor PPV/NPO; ii) alura spectrelor PL ale compozitelor PPV/NTC si PPV/NPO a fost simulata utilizand doua modele, unul bazat pe o distributie bimodala a lungimilor de conjugare si altul implicand exclusiv cuplajul electron-fonon (model Frank-Condon); iii) comparand spectrele calculate ale compozitelor PPV/NTC cu cele experimentale, ajungem, in baza primului model, la urmatoarele concluzii: peak-ul dinspre energii mari (peak I) este datorat tranzitiei electronice 0-0 a segmentelor conjugate cu n=5; cel de-al doilea peak (dominant in cazul compozitelor cu continut redus de NTC) isi are originea preponderent in tranzitia electronica 0-0 a segmentelor lungi ( n=6 si n=7...10); cel de-al treilea peak precum si umarul dinspre energii joase pot fi interpretate ca rezultatul convolutiei replicilor vibronice (de ordin unu si doi) ale celor doua tranzitii electronice pure; iv) cel de-al doilea model (Frank-Condon), aplicat la spectrele compozitelor PPV/SiO2, releva faptul ca emisia globala este de fapt rezultatul suprapunerii a doua contributii, provenind de la doua stari stari electronice distincte (separate prin circa 180 meV): excitonul molecular, responsabil pentru emisia principala si excitonul agregat prin interactie dipol-dipol, aflat la originea unei emisii situate spre energii mai joase; contributia excitonului agregat creste odata cu reducerea fractiei masice de NPO in matricea polimerica, maximul fiind atins in filmele de PPV cu continut zero de SiO2.
Raportarea in literatura a unei emisii cu caracteristici laser in coloranti continand particule de TiO2 in suspensie a declansat in comunitatea stiintifica un interes aparte pentru studiul amplificarii luminii in medii imprastietoare dezordonate cu gain (medii denumite si "random lasers"). A priori, compozitele PPV/NPO pot fi si ele privite ca "random lasers", filmul de PPV jucand rolul mediului amplificator iar particulele de TiO2 si SiO2 pe cel al centrilor de imprastiere (multipla) a luminii. Generarea unei emisii cu caracteristici laser intr-un film polimeric reclama indeplinirea a doua conditii de baza si anume i) o energie de excitare suficient de mare care sa conduca la densitati importante de excitoni; ii) recombinarea excitonilor sa aiba loc, intr-o masura cat mai mare, pe cai radiative. In experimentele "random lasers" intreprinse in cadrul proiectului pe compozitele PPV/NPO nu s-a reusit punerea in evidenta a unei emisii ingustate spectral, ca prim indiciu al unui proces de amplificare a radiatiei prin emisie stimulata, si asta in pofida faptului ca la excitare au fost utilizate pulsurile de mare energie furnizate de un laser cu azot (2.5 mJ/puls); acest rezultat ar putea fi explicat pe de o parte ca fiind consecinta unui continut mare de defecte in filmele particulare investigate, favorizand rutele neradiative de recombinare a excitonilor, iar pe de alta, a prezentei unor neomogenitati in film, de natura sa conduca la cresterea pierderilor (or, o conditie esentiala pentru lasing este ca gain-ul sa depaseasca pierderile). Spectrele PL au fost inregistrate pentru doua geometrii de colectare a emisiei, una quasi-frontala si alta laterala, utilizand la detectie un integrator boxcar. Modesta ingustare a distributiei spectrale observata in cazul colectarii laterale a fost interpretata mai degraba ca efect al unui proces de reabsorbtie decat ca rezultatul unui proces incipient de amplificare a radiatiei spontane in mediul polimeric.
Studiul cineticii proceselor de recombinare a excitonilor in filme de PPV si compozite PPV/NTC si PPV/NPO a fost efectuat prin metoda metoda time-correlated single-photon counting (TCSPC), utilizand la excitare pulsuri scurte generate de o dioda laser cu emisie in albastru (largimea pulsului optic < 200 ps); o parte din experimentele cu rezolutie temporala au fost realizate utilizand la excitare pulsurile ultrascurte generate de un sistem laser bazat pe un oscilator Ti:sapphire (largimea pulsului optic < 130 fs), iar la detectie o streak camera. Principalele concluzii ale studiului efectuat sunt urmatoarele: i) procesele de recombinare a
excitonilor in filme de PPV si compozite PPV/NTC respectiv PPV/NPO sunt procese rapide ce se desfasoara pe scala de timp a sutelor de picosecunde; recombinarea este realizata printr-o combinatie de cai radiative si neradiative; ii) stingerea luminescentei emisiei filmelor de PPV la LNT implica timpi de decay mai lungi decat cei determinati pentru filme la RT; intrucat procesele neradiative sunt de regula activate termic, cresterea timpului de decay la temperatura joasa poate fi explicata calitativ ca rezultatul inhibarii cailor neradiative de recombinare a excitonilor (timpul de stingere la LNT, determinat prin reconvolutie iterativa, a fost τ ≅ 230 ps); iii) curbele de stingere a PL inregistrate pe maximele vibronice din spectrul de emisie al filmelor de PPV releva crestera timpilor de decay in partea dinspre rosu a spectrului; aceasta crestere poate fi inteleasa calitativ admitand ca emisia la lungimi de unda mari este datorata cu precadere unor nivele excitonice "adanci"; pentru astfel de nivele probabilitatea unor cai de recombinarea neradiativa, activate termic este mai redusa, consecinta fiind lungirea timpului de stingere a emisiei; iv) datele de stingere a luminescentei, pe filme compozite, arata ca introducerea NTC in PPV conduce la o scurtare a timpului de decay in timp ce NPO (TiO2 si SiO2) au ca efect lungirea acestuia; explicatia pentru scurtarea timpului de stingere a luminescentei in compozitele PPV/NTC trebuie cautata intr-un proces rapid de disociere a excitonilor ca proces concurent la recombinarea radiativa (pentru existenta unui astfel de proces in compozitul PPV/NTC pledeaza cresterea in regim percolant a curentului de fotoconductie si inhibarea fotoluminescentei la cresterea concentratiei de nanotub); timpul de decay mai lung observat in cazul compozitelor PPV/NPO comparativ cu cel determinat pentru filmele de PPV ar putea fi explicat admitand ca prezenta in matricea polimerica a nanoparticulelor oxidice conduce, printr-un efect de izolare a lanturilor polimerice, la cresterea ponderii cailor radiative de recombinare a excitonilor intralant.

Conferinte & Mese rotunde

1. Characterization of mesoporous structure of SiO2
V. Fruth, F. Papa, L. Sarbu, E. Tenea, G. Voicu, A. Barau, C. Andronescu, C. Nistor, A. Sarbu
SIZEMAT, 25-27 mai, 2006, Varna, Bulgaria

2. Monocomponent powders and thin films in the binary system SiO2 – TiO2
M. Gartner, M. Crisan, L. Predoana, M. Zaharescu, A. Barau, S. Preda
Scoala de vara SICMAC, 11-17 iunie 2006, Mahon, Spania

3. Evaluation and Characterization of mesoporous structure of SiO2
V. Fruth, F. Papa, L. Sarbu, E. Tenea, G. Voicu, C. Andronescu, C. Nistor, A. Sarbu
Electroceramics X, 18-22 iunie 2006, Toledo, Spania

4. Radiative recombination of excitons in poly para-phenylenevinylene films
M. Baibarac, N. Preda, I. Baltog, L. Mihut, J. Wery, S. Lefrant
The International Conference of Physical Chemistry ROMPHYSCHEM-12, 6-8 Septembrie 2006, Bucuresti, Romania

Lucrari publicate

1. SERS, FTIR and photoluminescence studies on single-walled carbon nanotubes/conducting polymers composites",
S. Lefrant, M. Baibarac, I. Baltog, C. Godon, J.Y. Mevellec, J.Wery, E. Faulques, L. Mihut, H. Arab, and O. Chauvet,
Synth. Metals, 155, (3), 666-669 (2005)

2. Optical properties of carbon nanotube-PPV composites: influence of the PPV conversion temperature and nanotube concentration
E. Mulazzi, R. Perego, H. Aarab, L. Mihut, E. Faulques, S. Lefrant and J. Wery, L.Mihut, S. Lefrant, E. Faulques,
Synthetic Metals 154, 221, 2005

3. Evidence of temperature dependence charge migration on conjugated segments in poly-p- phenylene vinylene and single-walled carbon nanotubes composite film
E. Mulazzi, R. Perego, J. Wery, L.Mihut, S. Lefrant, E. Faulques,
J. Chem. Phys. 125, 014703 (2006)

4. Optical properties of poly (para-phenylene vinylene) and single-walled carbon nanotube composite films: effects of conversion temperature, precursor dilution and nanotube concentration
F. Massuyesu, H. Aarab, L. Mihut, S. Lefrant, E. Faulques, J. Wery, E. Mulazzi,
Journal of Physical Chemistry C 111, 15111 (2007)

 

Activitati

EtapaOBIECTIVUL / ACTIVITATEA ETAPEICalendar
IInvestigarea proceselor de recombinare radiativa a excitonilor in filmele de PPV.
Obiective specifice:
i) sinteza chimica a precursorului de PPV
ii) evidentierea modificarilor induse in spectrele de fotoluminescenta ale filmelor de PPV de catre temepratura, grosimea filmului polimeric si regimul termic de conversie al precursorului.
10.12.2005
IIInvestigarea proprietatilor fotoconductoare ale compozitelor de tip PPV/NTC si PPV/TiO2 in regim stationar.
Obiective specifice: i) generarea de particule oxidice de TiO2 la scala micro si nanometrica ; ii) evidentierea caracterului percolativ al procesului de fotoconductie in compozitul PPV/NTC ; dterminarea pragului de percolatie ; studiul cineticii de stingere a fotocurentului la intreruperea excitarii ; iii) evidentierea unui proces de transfer de sarcina in compozitului PPV/TiO2.
30.06.2006
IIIInvestigarea proprietatilor fotoluminescente ale compozitelor PPV/NTC si PPV/NPO sub excitare continua.
Obiective specifice: i) evidenteierea modificarilor induse in spectrele de fotoluminescenta (PL) ale PPV ca rezultat al inserarii in matricea polimerica a nanotuburilor de carbon (NTC) si respectiv a nanoparticulelor oxidice (NPO: SiO2 si TiO2); ii) compararea rezultatelor experimentale cu previziunile unor modele teoretice; iii) relevarea unor eventuale procese de transfer de energie/sarcina de la polimer spre nanoparticulele dopante.
10.12.2006
IVInvestigarea proprietatilor fotoluminescente ale compozitelor PPV/NPO sub pulsuri de excitare de mare energie.
Obiective specifice: i) evidentierea particularitatilor spectrale, temporale si directionale ale emisiei compozitelor de PPV cu NPO (TiO2 si SiO2) la densitati mari de excitare; ii) relevarea unei emisii de tip laser.
30.06.2007
VInvestigarea dinamicii starilor excitate in compozite de tip PPV/NTC si PPV/NPO prin spectroscopie de emisie tranzienta.
Obiective specifice: i) investigarea dinamicii excitonilor in compozitele de tip PPV/NTC si PPV/NPO; determinarea constantelor de stingere a fotoluminescentei; ii) evidentierea modificarilor induse in cinetica proceselor de recombinare radiativa de catre concentratia de NTC si respectiv NPO (TiO2, SiO2); iii) identificarea unor mecanisme concurente neradiative de stingere a starilor excitate in filmele de compozit.
10.12.2007

Resurse

PartenerSintezaAnaliza
INCDFM- Montaj experimental de fotoluminescenta sub excitare continua compus din: laser cu argon ionizat COHERENT Innova 90-4 (4W) / lampa cu mercur SP 500 (500 W), dublumonocromator SPEX echipat cu retele de difractie holografice (1800 tr/mm), fotomultiplicator EMI 9658 B racit cu elemente Peltier la -15 0C, sistem de detectie cu numarare de fotoni (photon counting), motor pas-cu-pas pentru baleiaj spectral, soft dedicat pentru achizitia si afisarea datelor
- Montaj experimental de fotoluminescenta sub excitare pulsata compus din: laser pulsat cu azot (largime puls ≈ 5 ns; putere per puls ≈ 1 MW) / laser cu colorant pompat cu laser cu azot, monocromator SPM-2 cu prisma de cuart, integrator boxcar PRINCETON APPLIED RESEARCH model 165 /osciloscop digital TEKTRONIX TDS 320 interfatat cu calculator
- Montaj experimental de fotoconductie compus din: lampa cu halogen Narva (100 W) / lampa cu xenon (100 W), monocromator JOBIN YVON tip H 20 echipat cu retea holografica concava (1200 tr/mm), sursa stabilizata de tensiune TESLA (0...400 V), Vibrating Reed electrometer CARY 401 (sensibilitate 10-17 A), inscriptor X-Y ENDIM 622.01
- instalatie de evaporare in vid tip HBA Zeiss
- Spectrofluorimetru JOBIN YVON Fluorolog-3, model No. FL3-21
- Montaj experimental de spectroscopie tranzienta (in domeniul femtosecundelor) compus din: oscilator Ti: safir (emisie 750...850 nm, largime puls ≈100 fs, energie per puls ≈ 5 nJ, rata de repetitie≈ 80 MHz) amplificator regenerativ Ti: safir, amplificator parametric optic, spectrograf, camera cu baleiaj (streak camera)
- Instalatie de polimerizare
- Spectrometru IR, Specord 75
- Microscop electronic de transmisie TESLA BS540
UPB - Cuptor electric Superkantal (1550°C)
ICF- Vascozimetru semiautomat Schott

PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE


Back to top

Copyright © 2022 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved