КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-22-20022
НазваниеИсследование электрофизических, оптических и фотоэлектрических свойств гетероструктур на основе органических, неорганических и металлоорганических материалов для полупроводниковых устройств оптоэлектроники и солнечной энергетики
Руководитель Тютюник Андрей Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" , Республика Крым
Конкурс №100 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые слова Органические тонкие пленки, барьерные гетероструктуры, цинковый комплекс, гидразон, изатин, фуллерен, солнечный элемент, фотоэлектрические преобразователи, оптический спектр, люминесценция, электромагнитное излучение
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
Ожидаемым результатом работы планируется получение органических тонкопленочных структур, на основе цинковых комплексов, комплексов меди, гидразонов и изатинов. Данные тонкопленочные структуры будут играть роль дополнительного переизлучающего слоя на поверхности солнечного элемента. Особенность переизлучения ультрафиолетового спектра, таких материалов, в область видимого диапазона в перспективе позволит повысить эффективность существующих фотоэлектрических преобразователей на 1-2%, а также повысить устойчивость фотопреобразователя к УФ-разрушению. Ожидается получение прототипов диодных структур, в частности туннельного диода, обладающих отрицательным дифференциальным сопротивлением, на основе гибридных органических цинковых комплексов. Отдельно стоит отметить получение композитной гетероструктуры базирующейся на связке фуллерена (С60, С70, PCBM) и органических гибридных материалов. Которая позволит в зависимости от химического состава органических и координационных соединений и концентрации наноструктурированной фазы углерода изменять спектральные свойства фотопреобразующих структур в широком диапазоне длин волн. (что будет на 20% дешевле существующих мировых аналогов). Также планируется исследование температурных зависимостей электрических характеристик органических, металлоорганических материалов и коллоидных квантовых точек. На основе полученных экспериментальных результатов будут рассчитаны значения энергии активации из линейных аппроксимаций вольт-амперных характеристик в координатах Аррениуса, а также будет рассчитан фактор идеальности и определены основные механизмы проводимости исследуемых структур. Благодаря простоте конструкции, малой мощности, а также возможности функционального интегрирования данных структур, можно говорить о перспективе использования их в различных узлах современной электронной аппаратуры.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Металлоорганические соединения, также известные как координационные полимеры, представляют собой органические гибридные материалы, состоящие из неорганических узлов, соединенных органическими лигандами. Комплексы Cu(I) на основе соединения 2-(4-пиридил)-5-фенил-1,3,4- оксадиазолий (трифенилфосфин) иодид меди представляют собой более дешевую альтернативу традиционным комплексам металлов платиновой группы. Богатая координационная химия ионов Cu(I) позволяет выполнять тонкую настройку его свойств путем изменения органических и неорганических лигандов. Более того, характеристики комплексов Cu(I) можно настраивать не только с помощью изменения молекулярной структуры, но и под действием внешних факторов [1].
В результате проведенных исследований были всесторонне изучены свойства полученного металлорганического соединения 2-(4-пиридил)- 5-фенил-1,3,4-оксадиазолий (трифенилфоснин) иодид меди с точки зрения его дальнейшего практического применения в области полупроводниковой промышленности. Проведённые исследования ИК спектроскопии подтверждают молекулярную структуру полученного соединения. По результатам исследований люминесцентных свойств наглядно продемонстрирована перспектива применения Cu(I)-PPh3 в качестве активных переизлучающих слоёв. Рассматриваемое металлоорганическое соединение зарекомендовало себя как перспективный излучающий материал для OLED-приложений при максимуме излучения в жёлто-оранжевом диапазоне. Эффективность квантового выхода данного материала составляет 55.84%. Максимум возбуждения такого комплекса наблюдается при длине волны 465 нм, и соответствующем переизлучении в диапазоне 510-740 нм. К положительным характеристикам полученного соединения Сu(I) можно отнести высокий потенциал его применения в качестве резистивных датчиков влажности воздуха. Показано, что при воздействии влаги проводимость увеличилась с 1.5 мСм до 5.2 мСм, а быстродействие составляет менее 20 с. В перспективе данная структура может быть использована при разработке на ее основе датчиков влажности [2]
1) Тютюник А.С., Мазинов А.С., Гусев А.Н., Брага Е.В., Томилин С.В., Барков К.А. Синтез и сенсорная чувствительность тонких пленок иодида меди (I) к различным группам летучих аналитов. // Письма в журнал технической физики. — 2025. — Вып. 21. — С. 3–8; URL: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/61518
2) Тютюник А.С., Мазинов А.С., Варагушин П.А, Лисичников А.Е., Брага Е.В., Гусев А.Н. Исследование люминесцентных и резистивных свойств тонких пленок на основе иодида меди(I). РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 2025, 17(5):555-562. DOI: 10.17725/rensit.2025.17.555; URL: https://rensit.ru/vypuski/article/703/17(5)563-570.pdf
Публикации
1.
Тютюник А.С., Мазинов А.С., Гусев А.Н., Брага Е.В., Томилин С.В., Барков К.А.
Синтез и сенсорная чувствительность тонких пленок иодида меди (I) к различным группам летучих аналитов
Письма в журнал технической физики, Т. 51, Вып. 21, С. 3-7 (год публикации - 2025)
10.21883/0000000000
2.
Тютюник А.С., Мазинов А.С., Варагушин П.А, Лисичников А.Е., Брага Е.В., Гусев А.Н.
Исследование люминесцентных и резистивных свойств тонких пленок на основе иодида меди(I)
РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, Т. 17, № 5, С. 555-562. (год публикации - 2025)
10.17725/rensit.2025.17.555