Исследование переноса заряда и спектров поглощения и фотолюминисценции в упорядоченных системах "наночастицы в органической матрице" и разработка физико-технологических основ для создания элементной базы молекулярной электроники

Интерес к наночастицам и в частности к квантовым точкам (КТ) постоянно растет в связи с уникальностью и многообразием их свойств. Широкие перспективы практической реализации имеют композитные структуры с неорганическими наночастицами в составе органической матрицы. Сочетание органического и неорганического материалов позволяет достигать эффектов самоупорядочения наночастиц в единичных монослоях, возможность оперировать с единичными монослоями, создавать уникальные структуры, отдельные слои которых могут иметь различные (технологически задаваемые и отличные от соседних слоев) химические свойства, собственную структуру, степень заполнения наночастицами. Направления для практической реализации свойств таких структур могут быть совершенно различные: фоточувствительные структуры, «настраиваемые» технологически и перестраиваемые в процессе работы на излучения различных диапазонов ИК, видимого, УФ частей спектра; структуры, с высоковысоко-эффективным фото-преобразованием – высокоэффективные элементы фотовольтаики, солнечные элементы и батареи; элементы, работающие на различных механизмах токопереноса (на основе переноса носителей заряда путем туннелирования и/или путем эмиссии с выходом электронов в межэлектродное пространство), перенастраиваемых в процессе работы; светоизлучающие структуры с изменяемым спектром излучения. Научная новизна проекта заключается в том, что впервые будут сделано следующее: В рамках проекта впервые будут разработаны техника подготовки наночастиц для уменьшения в растворах наночастиц органической компоненты, не связанную с наночастицами, что позволит повысить точность определения концентрации наночастиц в растворах. Будут экспериментально исследована термодинамика растворов наночастиц и исследовано с использованием методов молекулярного моделирования и квантово-химических расчетов поведение наночастиц при различных температурных условиях. Впервые будут определены условия получения и получены слоистые структуры с различным содержанием наночастиц в слоях, различным типом наночастиц (диэлектрических, полупроводниковых, металлических) и их комбинацией на различных твердотельных подложках. Будут проведены исследования и получены новые сведения об особенностях взаимодействия света с отдельными слоями наночастиц, с группами слоев, с различной степенью заполнения слоя, в которой наночастицы (наполнитель) и органическая компонента (матрица) имеют различный химический состав.Будут экспериментально и теоретически исследованы особенности электронного транспорта в системах контакт–наночастица в органической матрице–контакт (в условиях различной освещенности, температур, электрических полей). Будут исследованы особенности приборной реализации (прежде всего в качестве приборов фотовольтаики и светоизлучателей) с учетом эффектов в полученных и изученных структурах.