Вышедшие номера
Плазмонная активация и тушение люминесценции растворов полифениленвинилена (MEH-PPV) одно- и двустенными углеродными нанотрубками
Переводная версия: 10.1134/S0030400X20080196
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Государственное задание на 2020 год на проведение научно-исследовательских работ, FSGU-2020-0003
Кучеренко М.Г. 1, Степанов В.Н. 1, Кручинин Н.Ю. 1
1Центр лазерной и информационной биофизики, Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
Email: clibph@yandex.ru, kruchinin_56@mail.ru
Выставление онлайн: 24 мая 2020 г.

Исследованы спектрально-люминесцентные свойства бензольных и толуольных растворов poly[2-methoxy, 5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene-vinylene] (MEH-PPV) с добавками одно- и двустенных углеродных нанотрубок (УНТ) с целью обнаружения проявлений плазмонных свойств УНТ в люминесценции растворов MEH-PPV. Установлено, что зависимость интенсивности люминесценции полимерного раствора от концентрации УНТ носит немонотонный характер: с увеличением количества растворенных нанотрубок эта интенсивность вначале возрастает, а затем спадает. При этом деформация самого спектра свечения практически не имеет места. Эффект наблюдался как при использовании одностенных УНТ (ОУНТ), так и двустенных (ДУНТ). Глубина модуляции интенсивности свечения в случае ДУНТ была выше, чем в случае ОУНТ. Для объяснения наблюдаемых зависимостей предложены различные варианты электродинамической модели активации-тушения люминесценции MEH-PPV углеродными нанотрубками. Произведено прямое моделирование характеристик ближнего и дальнего поля на основе уравнений Максвелла, для численного решения которых использовался метод конечных разностей во временной области (FDTD). Проведенными вычислительными экспериментами было установлено, что УНТ со слоем MEH-PPV обладают направленными антенными свойствами, выступая в роли своеобразных волноводов. Так, энергия излучения, достигшего дальней зоны, в направлении оси нанотрубки оказалась на порядок выше, чем в случае раствора без УНТ. Обнаружены электромагнитные волны фонтанного типа, исходящие из обоих концов нанотрубки, а также стадия биений плазмонных волн, характеризующая нанотрубку как волновод. Выполнено молекулярно-динамическое моделирование конфигураций адсорбированной цепи MEH-PPV в различных растворителях как на отдельной УНТ, так и на двух параллельных УНТ с вариацией расстояния между ними. Установлено, что по мере увеличения расстояния между УНТ конформационная структрура MEH-PPV становится все более рыхлой: наблюдается увеличение числа крупных петель макроцепи в объемной фазе раствора. Ключевые слова: молекулярная люминесценция, углеродная нанотрубка, плазмон-поляритонная волна, макромолекулярная цепь.