ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТОЕЛЕКТРОННИХ ПАРАМЕТРІВ ТОНКИХ ПЛІВОК ПОЛІАНІЛІНУ НА АЦЕТАТ ЦЕЛЮЛОЗНОМУ СУБСТРАТІ

Yu. Stetsiv, M. Yatsyshyn, S. Korniy, O. Reshetnyak

Анотація


Плівки поліаніліну (ПАн), доповані цитратною кислотою, на ацетат целюлозному субстраті (АЦ/ПАн), отримані хімічною окиснювальною полімеризацією з використанням амоній пероксодисульфату як окисника, використано для дослідження оптоелектронних параметрів. Визначено оптичні параметри, такі як коефіцієнт поглинання (α), ширина забороненої зони (Eg), енергія Урбаха (Eu), коефіцієнт екстинкції (k), глибина проникнення шару (δ) для плівок АЦ/ПАн за допомогою УФ-В оптичного поглинання. Розраховано кількість атомів Карбону на довжину спряження (M) і кількість атомів Карбону на кластер (N), використовуючи Eg. Досліджено вплив товщини плівки ПАн на лінійно-оптичні параметри синтезованих зразків. З’ясовано, що ширина забороненої зони прямого дозволеного переходу ПАн зменшується з 2,94 до 2,18 еВ зі збільшенням товщини (65–280 нм) осаджених плівок ПАн на ацетат целюлозному плівковому субстраті. Морфологія поверхні плівок ПАн змінюється від відносно гладкої (65 нм) до шершавої (164 нм) із напівсферичними наноагрегатами та з сферичними агрегатами на поверхні плівки товщиною (280 нм). Отримані результати показують, що товщина та морфологія плівки ПАн прямо впливають на оптоелектронні параметри тонких плівок ПАн, хімічно осаджених на ацетат целюлозний плівковий субстрат.

 

Ключові слова: ацетат целюлози, поліанілін, тонка плівка, оптоелектронні параметри.


Повний текст:

PDF

Посилання


Idumah C. I. Novel trends in conductive polymeric nanocomposites, and bionanocomposites // Synth. Met. 2021. Vol. 273. P. 116674. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2020.116674

Khalil A., Montesantos N., Maschietti M. et al. Facilefabrication of high performance nanofiltration membranes for recovery of triazine-based chemicals used for H2S scavenging // J. Environ. Chem. Engineer. 2022. Vol. 10, Iss. 6. P. 108735. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108735

Hnizdiukh Yu. A., Yatsyshyn M. M., Reshetnyak O. V. Surface Modification of Polymeric Materials by Polyaniline and Application of Polyaniline/Polymeric Composites / In: Reshetnyak O. V., Zaikov G. E. (eds.) Computational and Experimental Analysis of Functional Materials // Apple Academic Press, CRC Press (Taylor & Francis Group). Toronto; New Jersey, 2017. P. 423-473. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315366357-12

Pud A., Ogurtsov N., Korzhenko A. et al. Some aspects of preparation methods and properties of polyaniline blends and composites with organic polymers // Prog. Polym. Sci. 2003. Vol. 28, Iss. 12. P. 1701–1753. DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2003.08.001

Beygisangchin S. M., Rashid S. A., Shafie S. et al. Preparations, Properties, and Applications of Polyaniline and Polyaniline Thin Films–A Review // Polymer. 2021. Vol. 13, Iss. 12. P. 2003. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13122003

Jangida N. K., Jadoun S., Kaur N. A review on high-throughput synthesis, deposition of thin films and properties of polyaniline // Eur. Polym. J. 2020. Vol. 125. P. 109485. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2020.109485

Cabuk M., Gündüz B. Change of optoelectronic parameters of the boric acid-doped polyaniline conducting polymer with concentration. Appl. Surf. Sci. 2017. Vol. 532. P. 263–269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.05.008

El-Sayed S., Abdel-Baset T. A., Elfadl A. A. et al. Effect of nanosilica on optical, electric modulus and AC conductivity of polyvinylalcohol/polyaniline films // Physica B. 2015. Vol. 464. P. 17–27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physb.2015.02.016

Wang S. H., Liu D., Liu P. Porous polyvinyl chloride films as substrate for polyaniline-based flexible and robust free-standing electrodes for high performance supercapacitors // Micropor. Mesopor. Mater. 2019. Vol. 284. P. 141–150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2019.04.033

Deb K., Bera A., Saha B. Tuning of electrical and optical properties of polyaniline incorporated functional paper for flexible circuits through oxidative chemical polymerization // RSC Adv. 2016. Vol. 6. P. 94795. DOI: https://doi.org/10.1039/C6RA16079D

Sharma S., Shriwastava S., Kumar S. еt al. Alternative transparent conducting electrode materials for flexible optoelectronic devices // Opto-Electron. Rev. 2018. Vol. 26. P. 223–235. DOI: https://doi.org/10.1016/j.opelre.2018.06.004

Usmana F., Dennis J. O., Ahmed A. Y. et al. Structural characterization and optical constants of p-toluene sulfonic acid doped polyaniline and its composites of chitosan and reduced graphene-oxide // J. Mater. Res. Technol. 2020. Vol. 9, Iss. 2. P. 1468–1476. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.11.072

Akther H., Bhuiyan A. H., Kabir H. et al. Understanding the enhancement of the optical and electronic attributes of iodine-doped vacuum deposited tetramethylaniline (PPTMA) thin film coatings // J. Alloys Compd. 2021. Vol. 874. P. 159989. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159989

Matin R., Bhuiyan A. H. Infrared and ultraviolet–visible spectroscopic analyses of plasma polymerized 2,6 diethylaniline thin films // Thin Solid Films. 2013. Vol. 534. P. 100–106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.02.001

Stetsiv Yu., Yatsyshyn M., Demchenko P. et al. Morphology of chemically in situ precipitated films of polyaniline on the substrate of cellulose triacetate. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2021. Iss. 62. P. 243–255 (in Ukrainian).

Stetsiv Yu. A., Yatsyshyn M. M., Nykypanchuk D. et al. Characterization of polyaniline thin films prepared on polyethylene terephthalate substrate // Polym. Bull. 2021. Vol. 78. P. 6251–6265. DOI https://doi.org/10.1007/s00289-020-03426-7

Shishkanova T. V., Matějka P., Král V. et al. Optimization of the thickness of a conducting polymer, polyaniline, deposited on the surface of poly(vinyl chloride) membranes: a new way to improve their potentiometric response // Anal. Chim. Acta. 2008. Vol. 624, Iss. 2. P. 238–246. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aca.2008.07.001

Usman F.,DennisJ. O., Seong K. C. et al. Synthesis and characterisation of a ternary composite of polyaniline, reduced graphene-oxide and chitosan with reduced optical band gap and stable aqueous dispersibility // Results Phys. 2019. Vol. 15. P. 102690. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102690

Wadatkar N. S., Waghuley S. A. Characterizing the electro-optical properties of polyaniline/poly(vinyl acetate) composite films as-synthesized through chemical route // Result. Surf. Interfaces. 2021. Vol. 4. P. 100016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2021.100016

Al-Hada N. M., Al-Ghaili A. M., Baqer A. A. et al. Radiation-induced synthesis, electrical and optical characterization of conducting polyaniline of PANI/PVA composites // Mater. Sci. Eng. B. 2020. Vol. 261. P. 114758. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2020.114758

Hussein A. M., Dannoun E. M. A., Aziz S. B. et al. Steps Toward the Band Gap Identification in Polystyrene Based Solid Polymer Nanocomposites Integrated with Tin Titanate Nanoparticles. Polymers. 2020. Vol. 12. P. 2320. DOI: https://doi.org/10.3390/polym12102320

Banerjee S., Kumar A. Swift heavy ion irradiation induced modifications in the optical band gap and Urbach’s tail in polyaniline nanofibers // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B. 2011. Vol. 269, Iss. 23. P. 2798–2806. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.09.004

Kahouli K., Kharrat A. B. J., Chaabouni S. Optical properties analysis of the new (C9H14N)3BiCl6 compound by UV–visible measurements // Indian J. Phys. 2021. Vol. 95. P. 2797. DOI: https://doi.org/10.1007/s12648-020-01942-w

Saravanan S., Anantharaman M. R., Venkatachalam S. et al. Studies on the optical band gap and cluster size of the polyaniline thin films irradiated with swift heavy Si ions // Vacuum. 2008. Vol. 82, Iss. 1. P. 56–60. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2007.03.008

Gupta S., Choudhary D., Sarma A. Study of Carbonaceous Clusters in Irradiated Polycarbonate with UV–vis Spectroscopy // J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2000. Vol. 38, Iss. 12. P. 1589–1594. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0488(20000615)38:12<1589::AID-POLB30>3.0.CO;2-K

Sharma A., Goyala P. K., Rawal I. et al. Structural characteristics and opto-electrical properties of in-situ synthesized polyaniline films // Opt. Mater. 2022. Vol. 131. P. 112712. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2022.112712

Subramanian S., Padiyan D. P. Effect of structural, electrical and optical properties of electrodeposited bismuth selenide thin films in polyaniline aqueous medium // Mater. Chem. Phys. 2008. Vol. 107, Iss. 2–3. P. 392–398. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.08.005

Belgherbi O., Seid L., Lakhdari D. et al. Optical and Morphological Properties of Electropolymerized Semiconductor Polyaniline Thin Films: Efect of Thickness // J. Electron. Mater. 2021. Vol. 50. P. 3876–3884. DOI: https://doi.org/10.1007/s11664-021-08896-7

Sharma S. A., Aggarwal S. Optical investigation of soda lime glass with buried silver nanoparticles synthesised by ion implantation // J. Non-Cryst. Solids. 2018. Vol. 485. P. 57–65. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.01.038

Goktas H., Demircioglu Z., Sel K. et al. The optical properties of plasma polymerized polyaniline thin films // Thin Solid Films. 2013. Vol. 548. P. 81–85. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.09.013

Riyazi S., Araghi M. E. A., Pourteimoor S. Optical properties of PVT grown bromoaluminium phthalocyanine nanostructures using UV–visible–NIR spectroscopy // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2019. Vol. 30. P. 7280–7291. DOI: https://doi.org/10.1007/s10854-019-01041-5




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6401.270

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.