Введение
Глава 1 Формирование наноразмерных планарных слоев и нанокомпозитных микрокапсул методами последовательной адсорбции органических молекул и/или неорганических наночастиц и их физико-химические свойства (Аналитический обзор) 19
1.1. Факторы, влияющие на физические свойства монослоев дифильных молекул на границе раздела вода воздух, пленок Ленгмюра-Блоджетт и МДМ- и МДП структур их содержащих 20
1.1.1. Химический состав монослоев (Особенности строения молекул используемых для формирования монослоев на границы раздела вода-воздух). 21
1.1.2 Температура, рН и химический состав субфазы, полярность растворителя используемого для растворения дифильного вещества 22
1.1.3. Время стабилизации и давление нанесения 23
1.1.4. Особенности электрофизических свойств пленок Ленгмюра-Блоджетт и МДМ- и МДП-структур их содержащих 26
1.1.5. Выводы по разделу 1.1. 30
1.2. Морфология поверхности, оптические, и электрофизические свойства планарных и наноразмерных покрытий, сформированных методом полиионной сборки 31
1.2.1. Особенности формирования полимерных слоев, полученных методом полиионной самосборки 31
1.2.1Л Природа используемых веществ 32
1.2.1.2 Методика формирования полиионных слоев 35
1.2.2. Факторы, влияющие на процесс формирования слоев и на физические свойства покрытий, полученных методом полиионной сборки 37
1.2.2.1. Факторы, влияющие на процесс формирования монослоев. «Зонная» модель мультислойной полиэлектролитной пленки 37
1.2.2.2. Факторы влияющие на свойства полиэлектролитных пленок 42
1.2.2.2.1. рН 42
1.2.2.2.2. температура 43
1.2.2.2.3. влажность 43
1.2.2.2.4. ионная сила 44
1.2.3. Электрофизические свойства полиэлектролитных слоев и МДМ, МДП структур их содержащих 44
1.2.3.1. Диэлектрические свойства полиэлекролитных слоев. Диэлектрическая проницаемость. Проводимость 44
1.2.3.2. МДМ структуры 46
1.2.3.3. МДП структуры 49
1.2.4. Оптические и электрофизические свойства нанокомпозитных покрытий полученных методом полиионной сборки 56
1.2.5. Использование наноразмерных слоев полученных методом полиионной сборки в электронике 61
1.2.6. Выводы по разделу 1.2. 62
1.3. Влияние модификации полиэлектролитными и нанокомпозитными покрытиями поверхности неорганических подложек на их физико-химические параметры, характеризующие поверхностные свойства 64
1.3.1. Влияние модификации поверхности полиэлектролитными и нанокомпозитными слоями на смачиваемость твердых подложек 65
1.3.2. Управление показателем преломления наноразмерных покрытий. Создание антиотражающих покрытий 66
1.3.3. Создание пассивируюших покрытий на основе эффекта полевой пассивации 70
1.3.3.1. Метод зонда Кельвина. Контактная разность потенциалов. Искривление зон 72
1.3.3.2. Использование метода зонда Кельвина для исследования наноструктур, полученных методом полиионной сборки 74
1.3.3.3. Влияние величины и направления дипольного момента молекул на результат измерения методом КРМ и на ВАХ МДП структур 76
1.3.4. Выводы по разделу 1.3. 79
1.4. Полиэлектролитные наноструктурированные микрокапсулы. Способы управления физико-химическими свойствами капсул и способы дистанционного воздействия на микрокапсулы 80
1.4.1. Технология создания капсул 81
1.4.2. Физико-химические свойства капсул. Проницаемость оболочек и методы капсуляции 88
1.4.2.1. Влияние рН 90
1.4.2.2. Влияние ионной силы и полярности растворителя 92
1.4.2.3. Влияние температуры 93
1.4.3. Нанокомпозитные капсулы и способы их получения 97
1.4.3.1 Адсорбция наночастиц 99
1.4.3.2 Химические методы синтеза частиц 100
1.4.4. Методы дистанционного воздействия на капсулы 103
1.4.4.1. Лазерное излучение 103
1.4.4.2. Переменное магнитное поле 108
1.4.4. Выводы по разделу 1.4. 109
Глава 2 Управление физико-химическими свойствами организованных ансамблей органических молекул (Ленгмюровских монослоев и пленок Ленгмюра-Блоджетт) и содержащих их МДМ и МДП структур 111
2.1. Факторы, влияющие на формирование монослоев дифильных 113 молекул на границе раздела вода воздух
2.1.1. Температура субфазы 114
2.1.2. Число и длина алкильных радикалов в молекуле 115
2.1.3. Особенности формирования смешанных слоев 116
2.1.4. Добавки в водную субфазу солей металлов 116
2.2. Факторы, влияющие на перенос монослоев с границы раздела жидкость - газ на твердую подложку 117
2.2.1. Давление нанесения 117
2.2.2. Параметры, характеризующие поверхность подложки 118
2.2.3. Особенности строения дифильных молекул 119
2.3.Факторы влияющие на показатель преломления пленок Ленгмюра-Блоджетт 120
2.3.1. Поверхностная концентрация алкильных радикалов в монослое 120
2.3.2. Поверхностное давление 121
2.3.3. Межслоевое взаимодействие и его влияние на показатель преломления и толщину ПЛБ 121
2.3.4. Допирование ПЛБ органическими и неорганическими компонентами, как фактор управления показателем преломления 123
2.3.5. Температурная обработка пленки 125
2.4. Возможности управления электрофизическими характеристиками и параметрами МДМ- и МДПструктур, содержащих пленки Ленгмюра-Блоджетт 127
2.4.1. Количество монослоев, образующих пленку Ленгмюра-Блоджетт 127
2.4.2. Температурная обработка пленки 132
2.4.3. Особенности строения органических молекул (длина углеводородного радикала) 135
2.4.4. Изменение влажности 139
2.5. Выводы и основные результаты по главе 2 140
Глава 3 Управление свойствами поверхности неорганических твердых тел модификацией наноразмерными органическими слоями 143
3.1. Влияние модификации поверхности полупроводниковых пластин полиэлектролитами на коэффициент переноса монослоев методом Ленгмюра-Блоджетт 144
3.1.1. Описание автоматической установки для формирования наноразмерных слоев методом полиионной сборки 144
3.1.2. Влияние модификации пластин монокристаллического кремния полиэлектролитными слоями на коэффициент переноса монослоев дифильных (З циклодекстринов 147
3.1.3. Влияние модификации пластин монокристаллического кремния полиэлектролитными слоями на коэффициент переноса монослоев каликсГ4"циклодекстринов 155
3.2. Влияние модификации поверхности полупроводниковых пластин полиэлектролитами на поверхностный потенциал и вольт-амперные характеристики МДП- структур
3.2.1. Влияние модификации поверхности полупроводниковых пластин полиэлектролитными слоями на поверхностный потенциал и вольт-амперные характеристики МДП-структур 159
3.2.2. Влияние модификации поверхности полупроводниковых пластин полиэлектролитными слоями на вольт-амперные характеристики МДП-структур 169
3.3. Выводы и основные результаты по главе 3 176
Глава 4. Управление свойствами планарных наноразмерных слоев, полученных методом последовательной адсорбции противоположено заряженных молекул полиэлектролитов и/ или неорганических наночастиц (полиионная самосборка) 178
4.1. Влияние числа слоев неорганические слои/полиэлектролит (число циклов адсорбции) на физические характеристики и параметры наноразмерных покрытий 179
4.1.1. Влияние числа слоев неорганическиенаночастицы/полиэлектролит на показатель преломления и толщину наноразмерных покрытий 179
4.1.2. Влияние числа слоев наночастиц и их размера на шероховатость и морфологию поверхности наноразмерных полиэлектролитных покрытий 193
4.2. Влияние изменения влажности на физические параметры нанокомпозитных покрытий 201
4.3. Оценка объемной фракции наночастиц в нанокомпозитном покрытии 204
4.4. Влияние числа слоев наночастиц на электрофизические свойства нанокомпозитных покрытий и МДП-структур, их содержащих 211
AAA. Зависимость вольт-фарадных характеристик МДП структур от числа слоев наночастиц в нанокомпозитном покрытии 212
4.4.2. Зависимость вольт-амперных характеристик МДП структур от числа слоев наночастиц в нанокомпозитном покрытии 215
4.5. Выводы и основные результаты по главе 4 217
Глава 5. Получение и управление свойствами полимерных и/или нанокомпозитных микрокапсул и структур «ядро-оболочка» 219
5.1. Методика получения структур «ядро-оболочка», полиэлектролитных и нанокомопзитных микрокапсул 220
5.2. Влияние размера, дзета потенциала наночастиц, числа слоев наночастиц (числа слоев наночастиц) и структуры оболочки на свойства нанокомпозитных микрокапсул 222
5.2.1. Влияние размера наночастиц и структуры оболочки на свойства 222 нанокомпозитных микрокапсул
5.2.2. Влияние числа слоев наночастиц, дзета-потенциала и структуры оболочки на свойства нанокомпозитных микрокапсул 233
5.3.Влияние температурной обработки на физические свойства нанокомпозитных микрокапсул 240
5.3.1. Влияние температурной обработки на толщину оболочек микрокапсул 241
5.3.2. Влияние температурной обработки на проницаемость оболочек микрокапсул 242
5.4. Особенности формирования мультикомпонептных нанокомпозитных микрокапсул 245
5.5. Создание полиамидных микрокапсул и полиамидных/полимидных структур «ядро-оболочка» 252
5.5.1. Получение полиамидных микрокапсул и структур «ядро-оболочка» 256
5.5.2. Получение полиимидных покрытий на поверхности микрочастиц карбоната кальция методом термической циклизации полиамида 260
5.6. Выводы и основные результаты по главе 5 262
Глава 6. Дистанционные способы управления параметрами, характеризующими физические свойства наноструктурированных микрокапсул, а также перспективы применения структур типа «ядро-оболочка» в электронике 264
6.1. Создание микрокапсул, чувствительных к электромагнитному излучению СВЧдиапазона 268
6.1.1. Создание оболочек микрокапсул, содержащих наночастицы магнетита и исследование влияния электромагнитного излучения СВЧ диапазона на их свойства 269
6.1.2.Создание микрокапсул, содержащих молекулы р циклодекстрина в структуре наноразмерной оболочки 272
6.2. Лазерное излучение 274
6.3. Ультразвуковое облучение 283
6.4. Возможности использования структур типа «ядро-оболочка» и неколлапсированных оболочек, сформированных на основе технологии полиионной сборки, для создания компонент электронной схемы 291
6АЛ. Основные принципы технологии создания и конструкционные решения для сферических многослойных компонент электронной схемы 292
6.4.2. Подходы к созданию неколлапсированных (free-standing) наноструктурированных элементов и формированию контактной сетки для многослойныхсферических компонент электрической схемы 300
6.4.3. Подходы для реализации упорядоченного расположения 303 сферических элементов 6.5. Выводы и основные результаты по главе 6 306
Основные результаты и выводы 308
Список использованных источников 314
