Размерный эффект в спектрах флуоресценции полисиланов, внедренных в мезопористые материалы

Abstract

Исследованы низкотемпературные спектры флуоресценции и возбуждения (Т = 5–150 К) кремний-органических фотопроводников поли(ди-n-гексилсилана) (ПДГС) и поли(метилфенилсилана) (ПМФС), внедренных в поры мезопористых материалов МСМ-41 и СБА-15 с диаметром пор 2,8 и 5,8 нм соответственно. Обнаружено, что спектры флуоресценции наноструктур полимеров зависят от размера пор и существенно отличаются от спектров пленок. В спектрах флуоресценции наноструктур размером 2,8 нм впервые обнаружены новые полосы в видимой области с максимумами 410 нм для ПДГС и 460 нм для ПМФС. Предполагается, что новые полосы в спектре флуоресценции связаны с образованием дефектных состояний в результате существенного изменения конформации полимерных цепей вблизи поверхности пор. Изменение симметрии полимерных цепей вблизи таких дефектов приводит к появлению в спектре возбуждения ПДГС новой полосы с максимумом 300 нм. Дефектная природа новых полос флуоресценции подтверждается температурными исследованиями, а также исчезновением этих полос при увеличении размеров пор до 5,8 нм.

Досліджено низькотемпературні спектри флуоресценції та збудження (Т = 5–150 К) кремній-органічних фотопровідників полі(ді-n-гексилсилану) (ПДГС) та полі(метілфенілсилану) (ПМФС), що знаходилися в порах мезопористих матеріалів МСМ-41 та СБА-15 з діаметром пор 2,8 і 5,8 нм відповідно. Знайдено, що спектри флуоресценції наноструктур полімерів залежать від розмірів пор і суттєво відрізняються від спектрів плівок. В спектрах флуоресценції наноструктур розміром 2,8 нм вперше виявлено нові смуги з максимумами 410 нм для ПДГС та 460 нм для ПМФС. Вважаємо, що нові смуги у спектрі флуоресценції пов’язані з виникненням дефектних станів в результаті значної зміни конформації полімерних ланцюгів поблизу поверхні пор. Зміна симетрії полімерних ланцюгів поблизу таких дефектів приводить до появи у спектрі збудження ПДГС нової смуги з максимумом 300 нм. Дефектна природа нових смуг флуоресценції підтверджується температурними дослідженнями, а також зникненням цих смуг при збільшенні розмірів пор до 5,8 нм.

The fluorescence and excitation spectra (T = 5–150 K) of silicon-organic photoconductors (PDHS) and (PMPS) embedded into mesoporous materials MSM-41 and SBA-15 with pore diameters of 2,8 and 5,8 nm, respectively, have been investigated. It is shown that the spectra of the nanostructured polymers depend on pore diameters and differ essentially from those of the bulk film. New fluorescence bands of 410 and 460 nm maxima were observed for the first time in the visible region of the spectra of PDNS and PMPS, respectively, embedded into the pores of 2.8 nm. The new fluorescence bands are supposed to be connected with the defect states formed due to the essential change of the conformation of the polymer chains near the pore surface. The change in the polymer chains symmetry near such defects gives rise to a new band in the excitation spectrum of PDHS at 300 nm. The defect nature of the new fluorescence bands is confirmed by the temperature investigations and the disappearance of these bands with an increase of the pore diameters up to 5.8 nm.