Монокристалл - антрацен
Cтраница 2
Световыход исследовавшихся образцов колеблется в довольно широких пределах и составляет 62 % [6], 74 - 78 % [7] по отношению к монокристаллам антрацена. Высокий световыход у них сочетается с более коротким, чем у антрацена, временем высвечивания ( 4 - 10 - 9 ч - 8 2 - 10 с [8]) и большей прозрачностью, благодаря которой поглощение собственного излучения невелико. Стильбен доступен, из него легко могут быть выращены монокристаллы. [16]
Световыход жидких сцинтилляторов ниже, чем у лучших кристаллических сцинтилляторов, но тем не менее достигает 60 - 70 % и более от световыхода монокристаллов антрацена. Жидкие сцинтилляторы имеют ряд достоинств, позволяющих применять их для различных целей и в ряде случаев, там, где кристаллические сцинтилляторы оказываются непригодными. [17]
По данным авторов работы [4], исследовавших сцинтилляцион - - Ную эффективность монокристаллов, выращенных из тщательно очищенных 55 органических веществ, и-квинквифенил, п-сексифенил, тетрацен, 1 2-бензантрацен, 1 2 5 6-дибензантрацен, пицен, коронен и 6eH3o [ g / Ji ] перилен по световыходу превосходят антрацен. Большим световыходом, хотя и меньшим, чем монокристаллы антрацена, обладают монокристаллы 1 2-диарилзамещенных этилена, д-терфе-нила и га-кватерфенила, некоторых 2 5-диарилзамещенных оксазола, дифениленоксида, карбазола, пирена и других соединений. [18]
Изучение контактных явлений на границе органического полупроводника и электрода, способного инжектировать в него носители заряда, привлекает внимание также в связи с задачей получения нелинейных и несимметричных характеристик проводимости. Так, Ройкрофт [109] упоминает об опытах с монокристаллом антрацена, на который наносились разнородные электроды: с одной стороны металлический, с другой - CuJ. Однако автор указывает, что явно выраженного выпрямления он не наблюдал. [19]
Однако в работе Инокути [6], специально посвященной исследованию электропроводности монокристаллов антрацена и пирена, для последнего было получено значение ег2 4 эв. Хотя это число не согласуется с 1.1 ( кстати, Инокути приводит другое значение для этой энергии, равное 2 8 эв, определяя ее по спектру поглощения), но оно уже не коррелирует и с высотой триплетного уровня пирена, а заметно превосходит ее. [20]
Изучение количественных зависимостей электрических характеристик от концентрации кислородсодержащих групп в продуктах РТМ полимеров по ряду причин невозможно. Поэтому некоторые полезные сведения об указанных зависимостях были получены на монокристаллах антрацена, легированных примесями различного типа. Эти системы в некотором отношении можно рассматривать как модельные по отношению к продуктам РТМ полимеров. [21]
Рассмотрим теперь экспериментальные результаты, полу ченные при измерениях характеристик переноса носителей заряда в органических полупроводниках. Первые и к настоящему времени наиболее полные характеристики получены при изучении монокристаллов антрацена. [22]
Лесмотря на то, что дырки менее чувствительны к несовершенствам кристалла антрацена, однако можно подобрать примеси, являющиеся ловушками для дырок. В работе [55] было показано, что такими ловушками могут быть молекулы нафтацена, введенные в определенной концентрации в монокристалл антрацена. [23]
Столь же важным, но менее приятным, является вывод о том, что для проявления основных свойств органических кристаллов необходима такая же тщательная очистка, как и в случае неорганических материалов. До этого была надежда, что удовлетворительные полупроводящие свойства могут наблюдаться в органических полупроводниках без такой тщательной очистки. Монокристаллы антрацена, очищенные зонной плавкой, практически свободны от эффектов объемного заряда, обусловленных захватом носителей, и, кроме того, могут проявлять электронную проводимость. В менее чистых кристаллах всегда наблюдается только дырочная проводимость и многочисленные эффекты захвата носителей, что приводило в прошлом к недоразумениям в экспериментальных результатах. [24]
Если количество требуемого чистого антрацена не очень велико, то легче его синтезировать чем проводить очистку. Антрахинон, полученный циклизацией Q-бензоилбензойной кислоты с серной кислотой, восстанавливали до антрона оловом и соляной кислотой; антрон затем также восстанавливали до антрацена действием цинка и гидроокиси натрия. Монокристалл сверхчистого антрацена был выращен из этого материала методом Бридгмана ( см. стр. [25]
При адсорбции газов на поверхности полупроводника адсорбированные молекулы образуют диполи. Что касается результатов опытов, то электропроводность очень чувствительна к состоянию поверхности. Поэтому исследователи часто приходят к весьма противоречивым выводам. При изучении влияния иода на проводимость монокристалла антрацена оказалось, что проводимость в атмосфере иода возрастает с увеличением давления его паров. [26]
В случае неорганических реакций в твердом состоянии механизм необходимой при этом диффузии через кристаллическую решетку достаточно хорошо изучен. Атомы металлов или небольшие ионы реагирующих веществ перемещаются из своих положений либо в междуузлия решетки, либо в вакансии решетки. Это можно объяснить тем, что такие анионы, как COg -, SO -, РО, слишком велики, чтобы в значительной мере участвовать в процессе диффузии. Следует поэтому ожидать, что в случае органических молекул, более крупных и сложных, чем эти анионы, энергия активации для диффузии в кристаллическом состоянии должна быть весьма высокой. Некоторым доказательством в пользу этого может служить постоянство ( в течение нескольких месяцев) анизотропии спектра электронного парамагнитного резонанса различных органических кристаллов, таких, как глицин [47], аланин [84] и малоновая кислота [79], подвергнутых действию ионизирующей радиации. При измерениях, выполненных с применением меченых атомов на монокристаллах антрацена, было получено значение коэффициента диффузии, равное Ы0 - 10 - 2 - Ю 10 см. сек-1 при 450 К ( на 40 ниже точки плавления) [97], которое на 5 порядков меньше величин, типичных для диффузии в жидкой фазе. Энергия активации для самодиффузии в кристаллах антрацена оценена в 42 ккал / моль. Можно предполагать, что несколько легче диффузия протекает в веществах, находящихся в менее упорядоченном стеклообразном состоянии, которое характерно для органических соединений, способных образовывать водородные связи, но для проверки этой точки зрения никаких данных не имеется. Следует заметить, что при экзотермической реакции в стеклообразном состоянии процесс протекает гораздо легче, так как в точке стеклоподобного перехода скрытая теплота не поглощается. В этой точке подвижность в системе увеличивается в несколько раз. [27]
 |
Влияние газов окружающей среды на фотопроводимость. [28] |
Можно сделать вывод, что газы, имеющие свойство принимать электроны, способствуют увеличению тока, тогда как газы, отдающие электроны, его уменьшают. Это объясняется при допущении, что газ-акцептор захватывает электроны с поверхности, увеличивая тем самым количество положительных дырок, а следовательно, увеличивая фототок. Обратное явление происходит с газами-донорами, они уменьшают ток. Вполне возможно, однако, что газы влияют на процесс образования носителей зарядов, как это предположил Кеплер [82] на основании своих исследований подвижности. Было измерено также влияние изменения давления окружающего газа. Оказалось, что в общем проводимость соответствует изотерме Ленгмюра. На рис. 16 представлен график зависимости pl ( ip - tvac) от р ( где р - давление окружающей среды, ip - ток при этом давлении, ivac - ток в вакууме) для BF3 и NH3 на монокристалле антрацена. [29]
Страницы: 1 2