ПОВЕРХНОСТНОЕ ДИПОЛЬНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ СУБМИКРОННЫХ ПЛЕНОК ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-4-233-239

Полный текст:


Аннотация

Рассмотрена проблема поверхностного дипольного упорядочения тонких полимерных слоев в нанометровой области толщин. Экспериментально исследованы субмикронные диэлектрические пленки электроактивного полимера полидифениленфталида, в состав молекул которого входят боковые фталидные группы с относительно большим дипольным моментом. Интерес к данному полимеру вызван аномально высокой проводимостью границы раздела полимер—полимер. Ранее этот эффект связывали с возможным поверхностным упорядочением фталидных групп. Используя методы сканирующей микроскопии пьезоэлектрического отклика, исследована поверхность субмикронных пленок, созданных методом центрифугирования. Обнаружено проявление спонтанной поляризации, указывающей на наличие упорядочения диполей. Для определения объемного и поверхностного вклада в поляризацию пленок, исследованы процессы поляризации и релаксации в образцах разной толщины. Установлено, что при уменьшении толщины возрастает сигнал пьезоэлектрического отклика и электрически формируемые домены приобретают идеальную радиальную форму. Это является подтверждением того, что преобладающий вклад в ориентационные процессы вносят поверхностные слои полимерной пленки. Обнаружено переключение поляризации, проявляющееся в смене контраста сигнала пьезоотклика при приложении поля различной полярности. Наличие таких поверхностных явлений привлечено для объяснения уникальных электронных свойств границ раздела полярных органических диэлектриков.


Об авторах

Д. Д. Карамов
Башкирский государственный педагогический университет им. Акмуллы; ФГБУ Уфимский научный центр РАН
Россия

Карамов Данфис Данисович 

ул. Октябрьской революции, д. 3а, Уфа, 450000



Д. А. Киселев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Киселев Дмитрий Александрович 

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049



М. Д. Малинкович
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Малинкович Михаил Давыдович 

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049



В. М. Корнилов
Башкирский государственный педагогический университет им. Акмуллы
Россия

Корнилов Виктор Михайлович 

ул. Октябрьской революции, д. 3а, Уфа, 450000



А. М. Лачинов
Башкирский государственный педагогический университет им. Акмуллы; ФГБУ Уфимский научный центр РАН
Россия

Лачинов Алексей Николаевич 

Уфа



Р. М. Гадиев
Башкирский государственный педагогический университет им. Акмуллы
Россия

Гадиев Радик Мансафович 

ул. Октябрьской революции, д. 3а, Уфа, 450000



Список литературы

1. Bune, A. V. Two−dimensional ferroelectric films / A. V. Bune, V. M. Fridkin, S. Ducharme, L. M. Blinov, S. P. Palto, A. V. Sorokin, S. G. Yudin, A. Zlatkin // Nature. − 1998. − V. 391, N 6670. − P. 874—877.

2. Fridkin, V. M. Ferroelectricity at the nanoscale / V. M. Fridkin, S. Ducharme // Physics−Uspekhi. − 2014. − V. 57, N 6. − P. 597— 603. DOI: 10.3367/UFNr.0184.201406d.0645

3. Khan, M. A. High−performance ferroelectric memory based on phase−separated films of polymer blends / M. A. Khan, U. S. Bhansali, M. N. Almadhoun, I. N. Odeh, D. Cha, H. N. Alshareef // Adv. Funct. Mater. − 2014. − V. 24, N 10. − P. 1372—1381.

4. Blinov, L. M. Two−dimensional ferroelectrics / L. M. Blinov, V. M. Fridkin, S. P. Palto, A. V. Bune, P. A. Dowben, S. Ducharme // Physics−Uspekhi. − 2000. − V. 43, N 3. − P. 243—257. DOI: 10.1070/ PU2000v043n03ABEH000639

5. Alves, H. Metallic conduction at organic charge−transfer interfaces / H. Alves, A. S. Molinari, H. Xie, A. F. Morpurgo // Nature materials. − 2008. − V. 7, N 7. − P. 574—580. DOI: 10.1038/nmat2205

6. Gadiev, R. M. The conducting polymer/polymer interface / R. M. Gadiev, A. N. Lachinov, R. B. Salikhov, R. G. Rakhmeev, V. M. Kornilov, A. R. Yusupov // Appl. Phys. Lett. − 2011. − V. 98, N 17. − P. 173305−1—173305−3. DOI: 10.1063/1.3584135

7. Gadiev, R. M. Effect of dipole ordering on the electrical properties of the interface between two organic insulators / R. M. Gadiev, A. N. Lachinov, A. F. Galiev, L. R. Kalimullina, I. R. Nabiullin // JETP Lett. − 2014. − V. 100, N 4. − P. 251—255. DOI: 10.1134/ S0021364014160061

8. Peter, F. Piezoresponse force microscopy and surface effects of perovskite ferroelectric nanostructures. Reihe Informationstechnik/ Information Technology. Bd. 11 / F. Peter. − Julich : Forschungszentrum Julich GmbH, 2006. − 106 p.

9. Bystrov, V. S. Nanoscale polarization patterning of ferroelectric Langmuir–Blodgett P (VDF−TrFE) films / V. S. Bystrov, I. K. Bdikin, D. A. Kiselev, S. Yudin, V. M. Fridkin, A. L. Kholkin // J. Phys. D: Appl. Phys. − 2007. − V. 40, N 15. − P. 4571—4577. DOI: 10.1088/0022-3727/40/15/030.

10. Wu, C. R. Some chemical and electronic structures of the non−conjugated polymer poly (3, 3′−phthalidylidene−4, 4′−biphenylene) / C. R. Wu, A. N. Lachinov, N. Johansson, S. Stafstrom, T. Kugler, J. Rasmusson, W. R. Salaneck // Synthetic Metals. − 1994. − V. 67, N 1. − P. 125—128. DOI:10.1016/0379-6779(94)90024-8

11. Kukhta, A. Polydiphenylenephthalide: Optical Spectroscopy and DFT Calculations. / A. Kukhta, I. Kukhta, S. Salazkin // Mater. Sci. − 2011. − V. 17, N 3. − P. 266—270.

12. Kiselev, D. A. Investigation of the ferroelectric properties and dynamics of nanodomains in LiNbO3 thin films grown on Si (100) substrate by scanning probe microscopy techniques / D. A. Kiselev, R. N. Zhukov, S. V. Ksenich, A. P. Kozlova, A. S. Bykov, M. D. Malinkovich, Yu. N. Parkhomenko // Thin Solid Films. − 2014. − V. 556. − P. 142—145. DOI: 10.1016/j.tsf.2014.01.041

13. Kiselev, D. A. Piezo− and pyroelectric hysteresis in thin unipolar PZT films / D. A. Kiselev, A. L. Kholkin, A. A. Bogomolov, O. N. Sergeeva, E. Y. Kaptelov, I. P. Pronin // Techn. Phys. Lett. − 2008. − V. 34, N 8. − P. 646—649. DOI: 10.1134/S1063785008080063

14. Kholkin, A. L. Self−polarization effect in Pb(Zr, Ti)O3 thin films / A. L. Kholkin, K. G. Brooks, D. V. Taylor, S. Hiboux, N. Setter // Integrated Ferroelectrics: An International Journal. − 1998. − V. 22, N 1−4. − P. 525—533. DOI: 10.1080/10584589808208071

15. Jonscher, A. K. Universal relaxation law / A. K. Jonscher. − London : Chelsea Dielectric Press, 1996. − 415 p. 16. Kornilov, V. M. Electron−microscopic analysis of polymer thin films capable of switching to the conductive state / V. M. Kornilov, A. N. Lachinov // Synthetic metals. − 1992. − V. 53, N 1. − P. 71— 76. DOI: 10.1016/0379-6779(92)90009-8

16. Киселев, Д. А. Инициирование поляризованного состояние в тонких пленках ниобата лития, синтезированных на изолированные кремниевые подложки / Д. А. Киселев, Р. Н. Жуков, А. С. Быков, М. Д. Малинкович, Ю. Н. Пархоменко, Е. А. Выговская // Известия вузов. Материалы электронной техники. − 2012. − № 2. − С. 25—29.

17. Lines, M. E. Principles and application of ferroelectrics and related materials / M. E. Lines, A. M. Glass. − Oxford : Clarendon Press, 1977. − 736 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Карамов Д.Д., Киселев Д.А., Малинкович М.Д., Корнилов В.М., Лачинов А.М., Гадиев Р.М. ПОВЕРХНОСТНОЕ ДИПОЛЬНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ СУБМИКРОННЫХ ПЛЕНОК ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2015;18(4):233-239. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-4-233-239

For citation: Karamov D.D., Kiselev D.A., Malinkovich M.D., Kornilov V.M., Lachinov A.N., Gadiev R.M. SURFACE DIPOLE ORDERING OF SUBMICRON POLYDIPHENYLENEPHTHALIDE FILMS. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2015;18(4):233-239. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-4-233-239

Просмотров: 173

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)