Демків Т. М. Трансформація електронних збуджень у композитних люмінесцентних матеріалах

Робота присвячена вирішенню актуальної проблеми – з’ясуванню механізмів люмінесцентних процесів у нанокомпозитних діелектричних матеріалах з вкрапленими наночастинками з урахуванням впливу просторового обмеження на люмінесценцію наночастинок. Робота містить результати дослідження особливостей механізмів випромінювальної релаксації енергії збудження та люмінесцентних властивостей у полімерних та кристалічних нанокомпозитних матеріалах. Виявлено більше ніж на порядок зростання інтенсивності рентгенолю-мінесценції полістирольних нанокомпозитiв з вкрапленими наночастинками із спектральним складом випромінювання (смуги при 350 і 420 нм) та часовими константами ( ~ 3 нс), характерними для люмінесцентного полістиролу. Значне збільшення ефективності полістирольних композитів зумовлено зростанням їхньої поглинальної здатності за рахунок введення у них наночастинок з великим ефективним атомним номером. З’ясовано механізми передачі енергії збудження від наночастинок до полімерної матриці: 1) перепоглинання люмінесценції наночастинок полістирольною матрицею або її активаторами; 2) резонансний механізм передачі від наночастинок до активаторів полімерної матриці; 3) електронний механізм збудження за рахунок вильоту електронів з наночастинки у полістирольну матрицю внаслідок зовнішнього фотоефекту. Вклад у люмінесценцію полістирольної матриці дають високоенергетичні електрони, які зазнали електрон-електронного розсіяння, тоді як енергії термалізованих електронів недостатньо для збудження полістирольної матриці. Механізми перепоглинання люмінесценції та резонансний є визначальними для крупних наночастинок, електронний механізм – для наночастинок малих розмірів за умови, що довжина вільного пробігу та довжина дифузії електронних збуджень у наночастинках більша за їх розміри.