Цель работы
На основании экспериментально-теоретических исследований установление механизма и параметров радиационной и фотоиндуцированной проводимости в молекулярно допированных полимерах для разработки рекомендаций по их применению в космической технике, и использованию для создания солнечных элементов.
Используемые методы
Разработан новый экспериментальный метод исследования транспортных свойств - расширенный метод измерения электропроводности, индуцированной электронным излучением 3 - 50 кэВ, объединенный с времяпролетной методикой. Этот метод сводит к минимуму влияние электростатических разрядов при облучении образцов полимеров интенсивными пучками электронов.
Создана не имеющая аналогов программа численного расчета кривых переходного тока с использованием концепции транспортного уровня для гауссова распределения энергии прыжковых центров.
Разработан способ оценки подвижности и эффективности фотогенерации носителей заряда на основе метода зарядовой экстракции линейным увеличением напряжения (СELIV).
Эмпирическая база исследования
Получены параметры полуэмпирической модели Роуза – Фаулера - Вайсберга радиационной электропроводности для ряда полимеров космической техники.
Установлены параметры перовскитных солнечных элементов с дырочным транспортным слоем на основе комплекса полианилина и определена степень деградации устройств под действием радиационного излучения (электронов).
Результаты работы:
-
Исследованы процессы бимолекулярной рекомбинации носителей заряда в аморфных полимерных материалах.
-
Проведен теоретический анализ дрейфа и диффузии носителей заряда в тонких слоях органических кристаллов.
-
Развит механизм радиационной электропроводности полимерных и других органических диэлектриков на основе полуэмпирической модели Роуза – Фаулера – Вайсберга.
-
Для ряда полимеров космической техники выполнены экспериментальные исследования по определению параметров радиационной электропроводности в соответствии с разработанным механизмом переноса зарядовых носителей.
-
·Проведены исследования транспорта носителей в солнечных элементах, включающих в качестве фотоактивного материала металлорганические соединения со структурой перовскита. Установлены параметры этих солнечных элементов и определена степень деградации устройств под действием радиационного излучения (электронов).
-
Выполнены исследования транспорта носителей заряда и внутренней электризации пластиковых корпусов электронных устройств космических аппаратов. Выявлены условия, при которых возникают электростатические разряды и даны рекомендации п их исключению.
-
Проведено компьютерное моделирование и экспериментальное исследование характеристик типовых радиотехнических устройств, использующих композитные полимерные диэлектрики с контролируемой проводимостью, обеспечивающие отсутствие электростатических разрядов. Показано, что увеличение удельной объемной проводимости материала печатной платы до 2·10-7 Ом-1·м-1 практически не изменяет основных рабочих характеристик гетеродина: частоты и амплитуды выходного напряжения в диапазоне частот 9 – 37 мГц.
-
Показана возможность эффективного использования композитных диэлектриков с контролируемой повышенной проводимостью в радиоэлектронных устройствах космического применения для предотвращения возникновения электростатических разрядов, приводящих к их отказам в работе.
-
В рамках исследования физических свойств перспективных диэлектрических и сверхпроводящих материалов, функционирующих в экстремальных условиях проанализирована структура, форма и размер ферронов, возникающих в антиферромагнитных (AFM), зарядово-упорядоченных (CO) и орбитально-упорядоченных (OO) матрицах в трёхмерных и слоистых (квази-двумерных) магнитных системах. Построена теория фазово-расслоенного состояния для систем с неидеальным нестингом (таких как слабые магнетики, включая хром и его сплавы, железосодержащие сверхпроводники и двухслойный графен), а также для систем со спиновыми переходами из низко-спиновых в высоко-спиновые состояния (таких как, например, кобальтиты).
Степень внедрения, рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР
-
Даны рекомендации по внедрению композитных диэлектриков с контролируемой повышенной проводимостью в радиоэлектронных устройствах космического применения для предотвращения возникновения электростатических разрядов, приводящих к их отказам в работе.
-
Даны рекомендации по внедрению перовскитных солнечных элементов с дырочным транспортным слоем на основе комплекса полианилина.