Фоторефрактивные композиты ближнего ИК-диапазона на основе поливинилкарбазола, многостенных углеродных нанотрубок и фуллерена С60 Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, Серия A, 2008, том 50, № 9, с. 1665-1672

КОМПОЗИТЫ

УДК 541(64+24):543.422.4

ФОТОРЕФРАКТИВНЫЕ КОМПОЗИТЫ БЛИЖНЕГО ИК-ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛКАРБАЗОЛА, МНОГОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И ФУЛЛЕРЕНА С,/

© 2008 г. Ä. Д. Гришина*, L. Licea-Jiménez** ***, Л. Я. Перешивко*, Т. В. Кривенко*, В. В. Савельев*, R. W. Rychwalski**, Ä. В. Ванников*

*Институт физической химии и электрохимии им. А Н. Фрумкина Российской академии наук

119991 Москва, Ленинский пр., 31 **Department of Materials Science and Engineering, Chalmers University of Technology

SE-41296 Göteborg, Sweden ***Centro de Investigaciyn en Materiales Avanzados, A.C. Miguel de Cervantes 120 Complejo Industrial, Chihuahua 31109 Chihuahua, Chih, Mexico Поступила в редакцию 30.05.2007 г. Принята в печать 23.10.2007 г.

Изучены фоторефрактивные характеристики при 1064 им композитов из поливинилкарбазола и многостенных углеродных нанотрубок в отсутствие и в присутствии фуллерена Сб0. Установлено, что введение фуллерена Сб0 обеспечивает увеличение коэффициента двулучевого усиления лазерного луча и сокращение времени записи голограммы. Предварительное освещение слоя, содержащего фуллерен, непрерывным светом Не-№-лазера (633 нм) приводит к дополнительному увеличению коэффициента двулучевого усиления.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящей работе рассмотрены фоторефрактивные характеристики на длине волны 1064 нм слоев из поливинилкарбазола (ПВК), содержащих многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) в отсутствие или в присутствии фуллерена С60. Заметное внимание уделено эффектам предварительного освещения (предосвещения) слоя непрерывным светом Не-Ке-лазера (633 нм).

Серьезное внимание к фоторефрактивным материалам ИК-диапазона связано с их перспективой использования в медицинской диагностике живых организмов. Как известно, живые ткани пропускают свет ближнего ИК-диапазона, их прозрачность возрастает с увеличением длины волны проникающего света. В работах [1, 2] предлагается для просвечивания тканей применить излучение 1064 нм Ш:УАв-лазера, а для коррекции и усиления изображения использовать

1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 07-03-13547 и 08-03-00125), Международного научно-технического центра (грант 3718).

E-mail: [email protected] (Ванников Анатолий Вениаминович).

фоторефрактивные многослойные структуры на основе квантовых ям 1пОаАз/ОаАз. Эти структуры получают по чрезвычайно сложной технологии, и актуальной задачей является разработка простых в изготовлении полимерных композитов, имеющих фоторефрактивную чувствительность при 1064 нм.

Ранее было показано, что полимеры (поли-имид и ПВК), допированные одностенными углеродными нанотрубками, обладают фоторефрак-тивной чувствительностью при 1064 и 1550 нм [35]. При измерении фоторефрактивного эффекта при длине волны 1550 нм было обнаружено, что введение фуллерена С60 в состав композитов и предварительное освещение образцов непрерывным Не-Ке-лазером (633 нм) обеспечивают четырехкратное увеличение коэффициента двулучевого усиления. Ниже в композите из ПВК и МУНТ эффекты предосвещения рассмотрены более подробно.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Измерены оптические спектры, фото- и тем-новой ток, фоторефрактивное двулучевое усиле-

ние сигнального лазерного луча, дифракционная эффективность в слоях ПВК, содержащих 0.43 мас. % МУНТ ("Sun Nanotech", Китай), в отсутствие или в присутствии 1.2-3.0 мас. % С60. При получении полимерных композитов сначала диспергировали МУНТ в тетрахлорэтане в течение 30 мин, используя ультразвуковой диспергатор УЗДН-А. Затем добавляли раствор ПВК ("Ald-rich") или ПВК + С60 в тетрахлорэтане, смешивали и вязкую смесь вновь подвергали ультразвуковой обработке в течение 15 мин. Сразу после этого раствор поливали на подложку. Оптические спектры записывали на спектрофотометре "Shi-madzu UV-3101PC" в полимерных слоях, нанесенных на кварцевое стекло. Для анализа электрических или фоторефрактивных характеристик раствор поливали на поверхность прозрачного электрода из ITO, покрытого пленкой из Al2O3, затем растворитель испаряли при повышенной температуре (около 60°С) с целью сокращения времени формирования твердого полимерного слоя. Фототок измеряли в ячейке типа сандвич: прозрачный электрод из 1Т0-А1203-полимерный композит-электрод из Ag (паста коллоидального серебра, диаметр около 2 мм). Для изучения фоторефрактивных характеристик использовали ячейку строения 1Т0-А1203-полимерный компо-зит-А1203-1Т0. Напыленная пленка А1203 толщиной несколько нанометров обеспечивала снижение темнового тока, обусловленного инжекцией дырок из IT0 в слой.

Для исследования фоторефрактивных характеристик применяли голографическую установку с использованием линейно поляризованного излучения Ш:УАв-лазера (1064 нм). Лазерный луч разделялся на два луча равной интенсивности, которые с помощью зеркал совмещались на измерительной ячейке. Лучи пересекались в полимерном слое под углом 26 = 15°. Наклон биссектрисы этого угла к поверхности ячейки составлял ф = 45°. Диаметр области пересечения лучей около 5 мм. В области пересечения лучей возникала интерференция, период интерференционной решетки Л = X/(2n sin 6) = 2.55 мкм при X = 1064 нм.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Обязательными компонентами фоторефрак-тивного композита являются фотосенсибилиза-

тор, нелинейные оптические хромофоры и транспортные центры. Фоторефрактивный эффект включает следующие основные процессы: фотогенерацию электрон-дырочных пар в области ярких интерференционных полос, их разделение и транспорт под воздействием приложенного постоянного электрического поля Е0, а также последующий захват на ловушках, обеспечивающий формирование пространственно разделенных захваченных зарядов разных знаков и возникновение между ними периодического поля пространственного заряда Е5С. Поляризация нелинейных оптических хромофоров в периодическом суммарном поле Ет = Е5С + Е0 вызывает модуляцию показателя преломления Ап, т.е. образование фазовой голограммы (дифракционной решетки в случае лучей с плоским волновым фронтом). В работе использованы композиты на основе полимера с высокой температурой стеклования (ПВК, Т = 200°С), в котором жестко закрепляется хаотическое распределение нелинейных оптических хромофоров, полученное при поливе слоев из раствора. Поскольку в этих условиях только восприимчивость третьего порядка х(3) имеет ненулевое значение, необходимо применять протяженные нелинейные оптические хромофоры (например, углеродные нанотрубки), так как молекулярная поляризуемость у мала в случае небольших молекул, но растет с увеличением длины хромофора I пропорционально 124 и достигает значительных величин. Амплитуда периодической модуляции показателя преломления дается соотношением

An = ( 2 п/n )Х(3)( Etotf,

(1)

где х(3) = Nf у/5 - электрическая восприимчивость третьего порядка, f = (n2 + 2)/3 - корреляционный фактор (для ПВК n = 1.5).

Фоторефрактивный эффект возникает только в случае различного смещения зарядов противоположных знаков от места их фотогенерации. Амплитуда поля Esc и, следовательно, дифракционная решетка оказываются пространственно смещенными на расстояние Ах или на фазу у = 2пАх/Л относительно интерференционной решетки. В настоящей работе выполняются условия, при которых вследствие фазового сдвига у отраженная от дифракционной решетки часть лу-

А

X, нм

Рис. 1. Оптические спектры композита ПВК-0.43 мас. % МУНТ (7) и композита, дополнительно содержащего 3 мас. % С6о (2).

ча 1 совпадает по фазе и направлению с проходящим лучом 2 (сигнальным лучом), который распространяется от интерференционной полосы к дифракционной решетке, и их конструктивная интерференция приводит к увеличению интенсивности луча 2. Отраженная часть луча 2 совпадает по направлению с лучом 1, но противоположна ему по фазе, что обусловливает их деструктивную интерференцию и снижение интенсивности луча 1 (накачивающего луча). Достаточно поменять направление поля Е0, и соответствующая перемена направления дрейфа зарядов обеспечит изменение знака фазового сдвига. В этих условиях усилива-

ется луч 1, а луч 2 погашается. В настоящей работе использовали геометрию, при которой усиливался луч 2 и погашался луч 1 при отрицательном потенциале на электроде на выходе лучей из слоя (на выходном электроде), и луч 2 погашался, а луч 1 усиливался при положительном потенциале на выходном электроде.

На рис. 1 представлены оптические спектры композита из ПВК и 0.43 мас. % МУНТ и композита, дополнительно содержащего 3 мас. % С60. Как видно, фуллерен С60 не дает заметного вклада в оптическое поглощение А при длине волны 1064 нм. Измерения А(1064) в полимерных слоях разной толщины d позволили надежно определить коэффициент оптического поглощения а = 2.3А(1064)^ = 18 см-1 в композитах из ПВК и 0.43 мас. % МУНТ.

При определении фототока сначала измеряли темновой ток }л, затем включали освещение образца лучом К&УАв-лазера непрерывного действия (интенсивность 10 = 4.6 Вт/см2) со стороны прозрачного электрода из 1ТО и измеряли суммарный ток у = + }рк. Фототок оценивали по разности }р}1 = у - после достижения стационарного значения суммарного тока. Полевая зависимость фототока для слоя ПВК-0.43 мас. % МУНТ, а также слоя, дополнительно содержащего 3 мас. % С60, приведена на рис. 2а. Видно, что присутствие С60 не влияет на фототок. На рис. 26 представлена полевая зависимость квантовой эффективно-

Рис. 2. Полевые зависимости фототока (а) и квантовой эффективности образования подвижных носителей заряда (б) в слоях ПВК-0.43 мас. % МУНТ (7), а также ПВК-0.43 мас. % МУНТ-3 мас. % С60 (2). Толщина слоя 17 мкм.

Рис. 3. Изменение интенсивности луча 2 при включении луча 1, измеренное в слоях ПВК-0.43 мае. % МУНТ (а), ПВК-0.43 мае. % МУНТ-2 мае. % С60 (б), ПВК-0.43 мае. % МУНТ-3 мае. % С60 (в). Стрелки вверх-вниз еоответетвует включению-выключению луча 1. а, • - Кривые 1 и 2 измерены при отрицательном и положительном потенциале на выходном электроде еоответетвенно; в - кривые 1 и 2 измерены до и поеле предоевещения в течение 6 мин еоответетвенно. Толщина елоев 15 мкм, Ео = 66 В/мкм.

ети образования подвижных ноеителей заряда, оцененная по полевой завиеимоети фототока УДЕо) по формуле

Ф(Ео) = ]рк(Ео)Не/Xе{10(1 - ехр[-а( 1064)й])}, (2)

где |/0(1 - ехр[-а(1064)^)]| - поглощенная в елое энергия евета, Не/ X = 1.165 эВ - энергия кванта евета при длине волны 1064 нм, е - заряд электрона. На рие. 26 еплошная кривая еоответетвует приведенному в работе [6] решению уравнения Онзагера ф(Е0) = Р(г0, Е0)ф0 в виде етепенной завиеимоети ф ~ (Е0)4. Здееь ф0 - квантовый выход тер-мализованных электрон-дырочных пар е начальным радиуеом разделения г0, Р(г0, Е0) - вероятность того, что при начальном радиуее разделения г0 заряды избегают рекомбинации. Экепериментальные полевые завиеимоети квантовой эффективности, оцененные по формуле (2), хорошо аппрокеимируютея уравнением Онзагера при ф0 = 0.8 и г0 = 9.8 А.

Оптичеекая нелинейноеть третьего порядка подробно иееледована в ряде композитов, содержащих МУНТ, в частности, в композитах на основе поли[2-метокси-5-октиокси]-р-фениленвини-лена [7]. Воеприимчивоеть %(3) оценена при 1064 нм по разноети между воеприимчивоетями композита и полимера без добавок. За вычетом

вклада от термичеекого эффекта оценено, что электронная воеприимчивоеть третьего порядка, обуеловленная наличием 3.75 мае. % МУНТ, со-етавляет %(3) = 3.58 х 10-11 ем3/эрг. (При содержании 0.43 мае. % МУНТ это еоответетвует воспри-имчивоети 0.41 х 10-11 ем3/эрг.)

Наличие фотоэлектричеекой чувствительно-ети при 1064 нм в композитах ПВК-МУНТ и нелинейных оптичееких свойств МУНТ позволяет предполагать, что эти композиты обладают также фоторефрактивной чувствительностью на длине волны 1064 нм.

Кинетические кривые двулучевого взаимодействия были измерены в композитах из ПВК и 0.43 мае. % МУНТ в отсутствие добавок и в присутствии 1.2-3 мае. % С60. На рис. 3 представлены кинетические кривые, измеренные в слое из ПВК и МУНТ (рис. 3 а), а также слоях, дополнительно содержащих 2 (рис. 36) и 3 мае. % С60 (рис. 3в). Кривые измерены при равной интенсивности падающих на слой лучей /1(0) = /2(0) = 0.14 Вт/см2 и напряженности поля Е0 = 66 В/мкм при такой последовательности операций: сначала включали луч 2 и измеряли его интенсивность на выходе из ячейки 120; затем в момент г = 0 прикладывали отрицательный потенциал к выходному электроду, интенсивность луча 2 при этом не изменялась, через определенный промежуток времени включа-

ли луч 1 и затем выключали. Как видно на рис. 3, после включения луча 1 (стрелка вверх) интенсивность луча 2 /21 нарастала, а после выключения луча 1 (стрелка вниз) принимала исходное значение /20. Относительное возрастание интенсивности луча 2 во времени после включения луча 1 может быть аппроксимировано зависимостью (плавные кривые на рис. 3)

/21//го = 1 + (уо-1){1 - ехр [ - (г -10) / т]} (3)

Здесь у0 - фактор усиления, т.е. отношение интен-сивностей /21//20 в условиях, когда /21 достигает насыщения; т - постоянная времени формирования решетки или время отклика композита на двулу-чевое воздействие. Коэффициент двулучевого усиления Г связан с фактором усиления зависимостью

ГЬ = 1п [у о/(2- у о)]

(4)

(Ь = d/cos(ф - 0) - оптический путь луча 2 в слое) и определяется максимальной модуляцией показателя преломления Ап и фазовым сдвигом у

Г = 4 пАп 0082 0 8ш у/X

(5)

1.014

1.010

1.006

т, с 8

На рис. 3а и 36 показано, как погашается луч 2 -снижается отношение /21//20 (кривые 2), когда к выходному электроду приложен положительный потенциал. Снижение /21//20 (кривые 2) имеет вид

/21//20 = 1 - (70 - 1){1 - ехр[- (г - ?0)/т]},

полностью асимметричный зависимости (3), т.е. совпадает с кривой 7 по параметрам у0 и т. При концентрации С60 3 мас. % параметры у0 и т искажены: на рис. 3в (кривая 7) показано, что при включении луча 1 отношение /21//20 сначала растет, достигает максимума и затем начинает убывать. Установлено, что это связано с накоплением объемного заряда в приэлектродном пространстве при прохождении темнового тока, приводящем к снижению Е0 в ходе измерения кинетической кривой.

На рис. 4 представлена измеренная при Е0 = = 66 В/мкм зависимость фактора усиления у0 и времени отклика т от содержания С60. Видно, что композит из ПВК и 0.43 мас. % МУНТ в отсутствие фуллерена характеризуется фактором усиления у0 = 1.008 и временем отклика т = 8 с; при

1.002

1 2 Содержание С60, мас. %

Рис. 4. Зависимость фактора усиления У0 (7) и времени отклика т (2) от содержания С60 в композите ПВК-0.43 мас. % МУНТ. Толщина слоя 15 мкм, Е0 = 66 В/мкм.

введении 2 мас. % С60 у0 увеличивается до 1.013 и время отклика т сокращается до 1.2 с. Эти изменения могут быть связаны с протеканием следующих процессов. Скорость формирования дифракционной решетки ЭАп/Эг(~1/т) определяется соотношением

дАп/Э г -Э Есс/Э г -Э N./Э г -[ф/0(1 - 10-А(1064))Хе/Не] - N./гс,

(6)

где N - количество зарядов, захваченных в ловушках и формирующих поле пространственного заряда Е5С, гС - время их пребывания в ловушках. Взаимное положение энергетических уровней компонентов слоя показано на рис. 5. Работа выхода с очищенной от следов кислорода поверхности МУНТ равна 4.3 эВ [8]. Поскольку мы очищали МУНТ от примеси катализатора обработкой в кислоте (с последующим многократным отмыванием в воде) [4], возможное формирование карбоксильных групп на поверхности трубок могло увеличить работу выхода до 5.1 эВ [8]. Как показано на рис. 5, в композитах, содержащих С60, при фотовозбуждении МУНТ лазером с длиной

6

4

2

0.21 эВ

1064 нм

МУНТ 5.1 эВ

- \ ПВК 5.8 эВ

633 нм

Сбо 6.1 эВ

E, эВ

Рис. 5. Взаимное положение энергетических уровней в композите из ПВК-МУНТ-Сб0.

волны 1064 нм происходит образование, разделение зарядов в поле E0

МУНТ МУНТ* E

МУНТ+' + МУНТ--

и последующий транспорт дырок МУНТ+' +

Eo

МУНТ + МУНТ+' и электронов

Eo

видимого и ближнего ИК-диапазонов (830 нм) исследовалось ранее [9-11]. Было показано, что основным эффектом предосвещения является увеличение скорости формирования дифракционной решетки, обусловленное тем, что при измерении фоторефрактивной кинетической кривой преобладает перераспределение зарядов, которые образуются в ходе предосвещения.

В нашей работе [5] по исследованию фоторе-фрактивного эффекта при 1550 нм в ПВК, содержащем одностенные углеродные нанотрубки и С60, было установлено, что предосвещение при 633 нм обеспечивает рост коэффициента двулу-чевого усиления Г, оцениваемого по формуле (4).

Предосвещение образцов из ПВК, МУНТ и С60 также приводит к увеличению коэффициента двулучевого усиления. Как уже отмечалось, в композите, содержащем 3 мае. % С60, шестиминутное предосвещение обеспечивает повышение у0 более чем в 3 раза (рис. 3в, кривая 2). Показанное на рис. 5 взаимное положение энергетических уровней является основанием для заключения, что при фотовозбуждении фуллерена в ходе предосвещения

+ МУНТ

МУНТ + МУНТ- МУНТ- + МУНТ. Далее может следовать энергетически выгодный захват электронов молекулами фуллерена: МУНТ- +

+ С60 —- МУНТ + С60. Этот захват приводит к увеличению времени ге пребывания в ловушках захваченных зарядов и, в соответствии с формулой (6), к повышению скорости формирования дифракционной решетки дАп/дг (~1/т). При введении С60 возрастает также и фактор усиления у0, так как в условиях насыщения (когда дАп/дг = 0) из-за увеличения времени жизни ге повышается концентрация зарядов, захваченных в ловушках, Ме, поэтому возрастает Е5е и, следовательно, Ап при насыщении.

На рис. 3в (кривая 2) видно более чем трехкратное увеличение фактора усиления в образце, содержащем 3 мае. % С60, в том случае, когда перед измерением кинетической кривой образец был освещен непрерывным Не : №-лазером (633 нм, 0.2 Вт/см2) в течение 6 мин в отсутствие поля Е0. Влияние предосвещения на фоторефрак-тивные характеристики полимерных композитов

Сбо + hv

C

60

протекает энергетически выгодный процесс

C60 + ПВК

C-o + ПВК+',

обеспечивающий появление дырок в ПВК. Можно предположить, что дырки заполняют глубокие ловушки (концевые группы ПВК, карбазолиль-ные димеры и т.д.) и ограничивают их влияние на транспорт дырок, генерированных в МУНТ в условиях записи голограммы.

Чтобы определить факторы, приводящие к увеличению коэффициента Г в результате предосвещения, в композитах из ПВК, 0.43 мас. % МУНТ и 2 мас. % С60 были измерены дифракционная эффективность п

П = sin2(An п d cos2 6) / {А,[ cos (ф - 6) cos (ф + б)]0'5

(7)

и коэффициент двулучевого усиления Г до и сразу после предосвещения. При измерении дифракционной эффективности решетка записывалась двумя лучами с длиной волны 1064 нм, а в каче-

4

5

6

Влияние предосвещения на основные фоторефрактив-ные характеристики композита из ПВК, 0.43 мас. % МУНТ и 2 мас. % С60 (E0 = 83.3 В/мкм, толщина образца 12 мкм)

Время предосвещения, мин П Г, см-1 An sin у У, град

0 0.007 12.2 0.0026 0.042 2.34

2 0.01 20.4 0.0031 0.057 3.25

стве считывающего был использован третий луч с длиной волны 633 нм, излучаемый Не-№е-лазе-ром. Этот луч пересекал образец параллельно лучу 1. С целью ослабления воздействия на композит его интенсивность была снижена до /3 = 0.02 мВт/см2. При измерении дифракционной эффективности сначала включали луч 3, затем записывающие лучи. Включение и последующее выключение поля Е0 = 83.3 В/мкм (толщина образца 12 мкм) приводило соответственно к снижению интенсивности /3 до стационарного значения /3Е и последующему возвращению к исходной величине /30. В таблице приведены измеренные до и после предосвещения дифракционная эффективность п = (/30 - /3Е)//30 и коэффициент Г, а также рассчитанная по формуле (7) модуляция показа-

Г, см-1 80

60

40

20

X 1 А А2 О .3 □ ш4

50

150

250 E0, В/мкм

Рис. 6. Полевые зависимости коэффициента двулучевого усиления, измеренные без предосвещения (I) и после предосвещения в течение 5 мин (II). Толщина слоя 20 (7), 6 (2), 12 (3) и 17 мкм (4); содержание С60 1.2 (7) и 2 мас. % (2-4).

теля преломления An и фазовый сдвиг у, оцененный подстановкой An в формулу (5). Данные, приведенные в таблице, показывают, что увеличение коэффициента Г почти в 1.7 раза в результате предосвещения в течение 2 мин, обеспечивающего частичное заполнение глубоких дырочных ловушек, обусловлено возрастанием An на 20% и фазового сдвига у почти в 1.4 раза.

На рис. 6 приведены полевые зависимости коэффициента двулучевого усиления, оцененного по формуле (4) при измерении фактора усиления Y0 в композитах из ПВК, МУНТ и 2 мас. % С60 без предосвещения и с предосвещением в течение 5 мин. Как видно, пятиминутное предосвещение обусловливает двукратное увеличение коэффициента двулучевого усиления в широком диапазоне напряженностей приложенного поля E0.

Таким образом, в настоящей работе показано, что композиты из ПВК и МУНТ обладают фотоэлектрической и фоторефрактивной чувствительностью при 1064 нм. Изучение фоторефрактивных характеристик в отсутствие и в присутствии фуллерена С60, а также в условиях предосвещения позволило высказать предположение, что в ПВК присутствуют ловушки для дырок, фотогенерированных в МУНТ в условиях записи фазовой голограммы. Заполнение этих ловушек в результате предосвещения приводит к увеличению модуляции показателя преломления и фазового сдвига, что, согласно формуле (5), обеспечивает рост коэффициента двулучевого усиления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Yu P., Turek J.J., French P.M.W., Melloch M.R., Nolte D.D. // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. < 3. P. 575.

2. Yu P., Balasubramanian S, Ward T.Z., Chan-drasekhar M, Chandrasekhar H.R. // Synth. Met. 2005. V. 155. < 2. P. 406.

3. Ванников A.B., Rychwalski R.W., Гришина А.Д., Пе-решивко Л.Я., Кривенко Т.В., Савельев В.В., Золо-таревский В.И. // Оптика и спектроскопия. 2005. Т. 99. < 4. С. 672.

4. Licea-Jimenes L, Grishina A.D., Pereshivko L.Ya, Krivenko T.V., Savelyev V.V., Rychwalski R.W., Vanni-kov A.V. // Carbon. 2006. V. 44. < 1. P. 113.

5. Гришина А.Д., Перешивко Л.Я., Licea-Jimenes L, Кривенко Т.В., Савельев В.В., Rychwalski R.W.,

Ванников А.В. // Химия высоких энергий. 2007. Т. 41. № 4. С. 311.

6. Mozumder A. // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. № 11. P. 4300.

7. Yi W, Feng W, Zhang Ch, Long Y, Zhang Zh. // J. Ap-pl. Phys. 2006. V. 100. № 9. Р. 094301.

8. Ago H, Kugler T., Cacialli F, Salaneck W.R., Shaffer M.S.P., Windle A H, Friend R.H. // J. Phys. Chem. 1999. V. 103. № 38. P. 8116.

9. Grunnet-Jepsen A., Wright D, Smith B, Bratcher M.S., DeClue M.S., Siegel J.S., Moerner W.E. // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 291. № 5. P. 553.

10. Mecher E, Gallego-Gomez F., Tillmann H, Hörhold H.-H, Hummelen J.C., Meerholz K. // Nature. 2002. V. 418. № 6901. P. 959.

11. Ostroverkhova O, Moerner W.E. // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 7. P. 3267.

Near-Infrared Range Photorefractive Composites Based on Poly(vinylcarbazole), Multiwall Carbon Nanotubes, and Fullerene C60

A. D. Grishinaa, L. Licea-Jimenesb c, L. Ya. Pereshivkoa, T. V. Krivenkoa, V. V. Savel'eva, R. W. Rychwalskib, and A. V. Vannikova

a Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Leninskii pr. 31, Moscow, 119991 Russia b Department of Materials Science and Engineering, Chalmers University of Technology,

SE-41296 Göteborg, Sweden c Centro de Investigaciyn en Materiales Avanzados, A.C. Miguel de Cervantes 120 Complejo Industrial, Chihuahua 31109 Chihuahua, Chih, Mexico e-mail: [email protected]

Abstract—For composites based on poly(vinylcarbazole) and multiwall carbon nanotubes, photorefractive characteristics at 1064 nm have been studied in the presence and absence of fullerene C60. It has been found that the introduction of fullerene C60 provides an increase in the two-beam gain coefficient of a laser beam and a reduction in the time of hologram recording. The preillumination of the fullerene-containing layer with a continuous light from a He-Ne laser (633 nm) leads to an additional increase in the two-beam gain coefficient.