CC BY
37
Микро- и нанотехнологии в новом технологическом укладе
УДК 539.211:541.64:548.737
С. И. Голоудина, канд. хим. наук, В. М. Пасюта, канд. техн. наук,
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
В. П. Склизкова, канд. хим. наук,
В. В. Кудрявцев, д-р, хим. наук, профессор,
Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург
Надмолекулярная структура пленок Ленгмюра—Блоджетт гребнеобразного преполимера жесткоиепного полиимида и соответствующего полиимида
Ключевые слова: пленки Ленгмюра—Блоджетт, наноразмерные пленки, надмолекулярная структура, полиимиды, термостойкие полимеры.
Keywords: Langmuir—Blodgett films, nanoscale films, supramolecular structure, polyimide, highly thermostable polymers.
Рассмотрены особенности получения и структуры пленок Ленгмюра—Блоджетт преполимера полиимида и соответствующего полиимида, дана характеристика надмолекулярной структуры и предложен механизм ее формирования.
Введение
Наноразмерные пленки полиимидов (ПИ), получаемые с помощью метода Ленгмюра—Блоджетт (ЛБ) [1, 2], используются при создании устройств микро- и наноэлектроники, оптоэлектроники, микро- и наносистемной техники. Перспективность использования ПИ обусловлена высокой термической, химической и механической стойкостью полиимидов, а также возможностью формирования на твердой подложке пленок толщиной от 0,5 нм с шагом 0,5 нм. Изучение надмолекулярной структуры полимеров включает в себя исследование взаимного расположения макромолекул, а также характеристику размеров, формы и расположения агрегатов, образованных этими макромолекулами. Размер надмолекулярных образований может играть решающую роль в повышении эффективности использования полимерных материалов [3].
В настоящей работе приведены результаты исследования свойств монослоев преполимера ПИ, условий формирования пленок ЛБ, структуры и морфологии пленок ЛБ преполимера ПИ. Для исследования пленок ЛБ использовались методы эллип-сометрии, рентгеновской и электронной дифракции, рентгеновской рефлектометрии и атомно-силовой микроскопии.
Экспериментальная часть
Для формирования пленок ЛБ преполимера ПИ использовалась алкиламмонийная соль жесткоцеп-ной полиамидокислоты (соль ПАК), химическое строение которой показано на рис. 1, а. Пленки ПИ (рис. 1, б) получали термической имидизацией пленок ЛБ соли ПАК. Условия синтеза соли ПАК, получения ПИ и описание методов исследования пленок приведены в работах [4, 5].
а)
t
+
HN
О
II
HN—CS
о —с II о
I I
) с
((■Iléf (<LH^(CH2b (СН2)Г ¿н^Чснж
о
II
С—NH
с-о
II + О IÏN
СН3
4
о
с=о
о
с=о
0
1
о
с=о
о
0
1
с=о I I I
(СН2)14 (CH^f,'1^»
сн.
С H,
б)
сн.
о
сн.
сн.
о
н,с
сн.
сн.
о
о
Рис. 1\ Структурная формула соли ПАК (а) и ПИ (б)
Получение и надмолекулярная структура пленок ЛБ преполимера ПИ
В качестве преполимеров ПИ наиболее часто используют алкиламмонийные соли ПАК, содержащие в повторяющемся звене основной цепи две алифатические цепи (С^д) третичного амина. Однако, как было отмечено в ряде работ, увеличение количества алифатических радикалов в макромолекуле соли ПАК способствует повышению стабильности монослоя на поверхности воды, качеству переноса его на твердую подложку и совершенства пленок ЛБ.
В данной работе преполимером для формирования пленок ПИ служила алкиламмонийная соль ПАК ДФ-оТД, содержащая в повторяющемся звене две молекулы третичного амина, каждая из которых имеет по три алифатические цепи с 17 метильными группами и одной группой СОО—. На полученной изотерме сжатия монослоя соли ПАК (рис. 2) можно выделить два линейных участка: до области давлений 26-29 мН/м и выше — до давления разрушения. Сжимаемость монослоя на этих участках составляет 0,004 и 0,003 м/мН соответственно, а значения площадей, полученных при экстраполяции линейных участков до оси я = 0, — 1,57 и 1,51 нм2. Разрушение монослоя наблюдалось при давлениях 45-49 мН/м, к этому моменту площадь, приходящаяся на одно повторяющееся звено, уменьшалась до 1,34 нм2. Согласно конформационным расчетам модели молекулы соли ПАК площадь проекции одного повторяющегося звена молекулы в развернутом плоском виде составляет 1,50-1,60 нм2, а площадь сечения шести алифатических цепей, присоединенных к повторяющемуся звену полимерной цепи
1,5 2,0 2,5 А, нм2/повторяющееся звено (1);
А, нм2/молекулу (2)
Рис. 2
Изотермы сжатия монослоев соли ПАК (1) и ТА (2). Пунктиром обозначены области изменения сжимаемости
ПАК, равна 1,20-1,23 нм2. Совпадение расчетных и определенных по изотерме сжатия площадей повторяющегося звена полимерной цепи говорит о том, что полимерные цепи соли ПАК находятся на поверхности воды в развернутом виде и плотно прилегают друг к другу. Уменьшение сжимаемости при давлениях 26-28 мН/м свидетельствует об изменении характера упаковки макромолекул в монослое.
Изотерма сжатия монослоя ТА (рис. 2) также состоит из двух линейных участков. Причем на изотерме сжатия ТА перегиб выражен более четко, чем на изотерме сжатия соли ПАК. Изменение сжимаемости монослоя происходит при давлении 27,3 мН/м. Экстраполяция линейных участков до оси п = 0 дает площади, приходящиеся на одну молекулу в монослое, 0,711 и 0,678 нм2. Разрушение монослоя наблюдалось при поверхностных давлениях 50-52 мН/м, а площадь, приходящаяся на молекулу в момент разрушения монослоя, составляла 0,624 нм2. При перерасчете на одну алифатическую цепь эти площади равны 0,237, 0,226 и 0,208 нм2 соответственно.
Обращает на себя внимание тот факт, что изотермы сжатия монослоев солей ПАК и ТА имеют сходные черты. Например, изменение сжимаемости и разрушение монослоев происходят при одинаковых значениях поверхностного давления. При этом сжимаемость монослоев соли ПАК и ТА имеют сопоставимые значения: 0,004 и 0,0029 м/мН (соль ПАК) и 0,0035 и 0,0017 м/мН (ТА), а площади, занимаемые одной алифатической цепью в монослоях ТА и соли ПАК при высоких поверхностных давлениях, составляют 0,208 и 0,22 нм2 соответственно. Изменение сжимаемости конденсированных монослоев низкомолекулярных веществ по мере роста поверхностного давления в монослое обычно связано с изменением характера упаковки алифатических цепей [6]. Поскольку полученные значения площадей, приходящихся на одну алифатическую цепь в монослое ТА и соли ПАК, близки к площади, приходящейся на одну алифатическую цепь в Н-фазе н-парафинов (0,202 нм2), то можно предположить, что уменьшение сжимаемости монослоя ТА и соли ПАК в области перегиба на изотерме сжатия связано с перегруппировкой алифатических цепей в монослое и формированием упаковки цепей близкой к гексагональной.
На основании полученных результатов изменение структурной организации макромолекул соли ПАК в монослое может быть представлено следующим образом. После нанесения на поверхность воды раствора соли ПАК и испарения растворителя полимерные цепи находятся на поверхности воды в развернутом виде. По мере сжатия монослоя образуется плотная укладка полимерных цепей и уменьшается расстояние между боковыми алифатическими цепями соседних молекул. При дальнейшем сжатии монослоя увеличивается взаимодействие между алифатическими цепями, и они начинают играть ве-
дущую роль в структурной организации макромолекул в монослое. Совпадение значений поверхностного давления в монослоях ТА и соли ПАК, при которых наблюдается уменьшение сжимаемости этих монослоев, указывает на то, что именно изменение упаковки боковых алифатических цепей в молекуле соли ПАК инициирует изменение укладки основных полимерных цепей, происходящее, по-видимому, за счет их конформационной перестройки и приводящее к уменьшению сжимаемости монослоя. Увеличение плотности алифатических цепей оказывает «стягивающий» эффект на основные полимерные цепи макромолекул, что в конечном итоге может вызывать их деформацию, нарушение плотной упаковки макромолекул и образование дефектов, обуславливающих увеличение толщины монослоя на отдельных участках и приводящих к разрушению монослоя. Таким образом, если при низких значениях поверхностного давления в монослое основной вклад в структурную организацию макроцепей вносит взаимодействие между основными полимерными цепями, то при высоких поверхностных давлениях ведущую роль в формировании структуры монослоя играют боковые алифатические цепи. Поведение боковых алифатических цепей носит независимый от основной полимерной цепи характер, поскольку изменение плотности их упаковки может привести к изменению конформации основных цепей и характера их упаковки в монослое.
Пленки ЛБ соли ПАК получали при разных значениях поверхностного давления в монослое — 20, 25 мН/м (ниже точки перегиба на изотерме сжатия монослоя соли ПАК) и 30, 35 мН/м (выше точки перегиба).
После осаждения каждого монослоя на подложку вычисляли коэффициент переноса, точность его определения составляла 3 %. Независимо от значения поверхностного давления наблюдался У-тип переноса. Однако среднее значение коэффициента переноса, вычисленное для 29 слоев (табл. 1), в небольшой степени увеличивалось с ростом давления. Наиболее близкие к единице значения К^ имели пленки, полученные при давлениях 20 и 25 мН/м, но для пленок, полученных при 20 мН/м, величина К была немного меньше единицы.
Таблица 1
Средние значения коэффициента переноса К для разных значений поверхностного давления в монослоеп
Поверхностное давление
Коэффициент переноса
в монослое я, мН/м кп К1
20 0,97 1,04 0,89
25 1,03 1,06 1,00
30 1,13 1,14 1,12
35 1,14 1,15 1,13
Рис. 3 Зависимость суммарного коэффициента переноса Ык от количества проходов п подложки через монослой при разных значениях поверхностного давления:
♦ — 20 мН/м; х — 25 жН/ж; ■ — 30 жН/ж; Д — 35 жН/ж; --изженение Мк при к -1
Различия в характере переноса монослоев при разных значениях поверхностного давления хорошо видны по изменению суммарного коэффициента переноса Nf¡ с ростом числа проходов подложки через монослой п (рис. 3). Значения Nf¡ рассчитывались путем последовательного суммирования всех коэффициентов переноса, вычисляемых после осаждения каждого слоя. Если для всех слоев коэффициент переноса равен единице, то суммарный коэффициент переноса равен количеству проходов подложки через монослой. В этом случае зависимость от п является «идеальной»:
N
= 1Ь •
/=1
На рис. 3 видно, что зависимость от п, полученная при давлении в монослое 30 и 35 мН/м, начиная с самых первых слоев идет выше «идеальной». Для пленок, полученных при давлениях 20 и 25 мН/м, зависимость — п сначала совпадает с «идеальной». Небольшое уменьшение коэффициента переноса при 20 мН/м, скорее всего, связано с более слабым взаимодействием между слоями при осаждении их на подложку из-за недостаточно плотного расположения молекул в монослое. При давлениях 30 и 35 мН/м (выше области перегиба на изотерме сжатия) в монослое могут появляться дефекты, обусловленные процессами разрушения монослоя и приводящие к увеличению его толщины. Согласно полученным результатам наиболее однородная пленка формируется при давлении 25 мН/м, т. е. вблизи области изменения сжимаемости монослоя на изотерме сжатия.
Сделанные предположения подтверждаются результатами измерения толщины и показателя преломления пленок соли ПАК, полученных при разных значениях поверхностного давления. Из табл. 2 видно, что показатель преломления пленок, полученных при давлении 20 мН/м, отличается от показателя преломления пленок, полученных при давлениях 25 мН/м и выше. Этот факт можно
Таблица 2 Толщина и показатель преломления пленок ЛБ соли ПАК
я, мН/м Толщина пленки (29 слоев), нм Расчетная толщина одного бислоя, нм Показатель преломления
20 91,2 ± 2,4 6,32 1,518 ± 0,017
25 92,5± 0,8 6,38 1,533 ± 0,006
30 94,4 ± 0,7 6,50 1,534 ± 0,004
35 95,8 ± 0,2 6,60 1,536 ± 0,002
объяснить тем, что только при давлении 25 мН/м в монослое формируется плотная укладка макромолекул, что согласуется с выводами, сделанными ранее из анализа изотермы сжатия монослоя соли ПАК и коэффициента переноса. Для ЛБ пленок, образованных при давлении 25 мН/м, получена линейная зависимость толщины пленки от количества слоев.
Пленки ЛБ соли ПАК, нанесенные на кремниевые подложки при давлении в монослое 30 и 35 мН/м, исследовали методом малоуглового рентгеновского рассеяния. На полученной рентгенограмме присутствовал один рефлекс, отвечающий межплоскостному расстоянию 5,49 нм. Это значение соответствует толщине бислоя молекулы соли ПАК, определенной на основании конформационных расчетов, что указывает на образование в пленках структуры У-типа с вертикальной ориентацией алифатических цепей относительно подложки. Из табл. 2 видно, что эллипсометрические измерения дают несколько большие значения толщины бислоя.
Пленки ЛБ соли ПАК, нанесенные на углеродные сетки при разных значениях поверхностного давления, исследовали методом электронной дифракции. Электронограммы получали при перпендикулярном падении электронного пучка относительно плоскости образца и при наклоне этого образца под углом 45°. На электронограммах пленок, образованных при давлениях 30 и 35 мН/м, при перпендикулярном падении электронного пучка на фоне диффузного рассеяния видны рефлексы, соответствующие 0,79, 0,42, 0,23 и 0,20 нм. При наклоне образца на 45° дифракционная картина изменялась: интенсивность большинства рефлексов, кроме первого (0,79 нм), перераспределялась в ме-ридианальную (0,40 и 0,22 нм) и экваториальную (0,42, 0,24, 0,20 нм) области. Такая текстуриро-ванная картина может быть объяснена упаковкой алифатических цепей перпендикулярно к подложке. На электронограмме ПЛБ соли ПАК, полученной при давлении 25 мН/м, присутствуют только три рефлекса, относящиеся к межплоскостным расстояниям: 0,395, 0,235 и 0,20 нм, а рефлекс 0,75 нм отсутствует.
На дифрактограммах макрообразцов поликристаллического третичного амина присутствовали реф-
лексы, соответствующие следующим межплоскостным расстояниям: 0,43, 0,40, 0,365, 0,323, 0,242, 0,22 нм. Причем рефлексы, соответствующие межплоскостным расстояниям 0,43, 0,40, 0,242, 0,22 нм, наблюдались нами и на электронограммах пленок ЛБ соли ПАК. На основании этих данных можно сделать вывод, что плотноупакованные амфифильные цепи макромолекул соли ПАК формируют в пленке ЛБ кристаллические слои, аналогичные тем, которые присутствуют в образцах поликристаллического третичного амина. Присутствующий на электронограммах пленок ЛБ соли ПАК рефлекс, соответствующий 0,79 нм, скорее всего, обусловлен укладкой остова полимерной цепи, поскольку от этого рефлекса не наблюдается тексту-рирования. Таким образом, показано, что большинство наблюдаемых на электронограммах пленок соли ПАК рефлексов не относятся к структуре ПИ ДФ-оТД, а обусловлены наличием кристаллической структуры, формируемой алифатическими цепями третичного амина.
Данные результаты согласуются с данными о строении гребнеобразных полимеров, полученных методом рентгеновской дифракции. Характерной особенностью рентгенограмм гребнеобразных полимеров является наличие в области больших углов трех рефлексов: = 0,415 - 0,410 нм, й2 = 0,240 - 0,243 нм, ¿3 = 0,208 - 0,210 нм. Для рентгенограмм этих веществ также характерен резкий спад интенсивности с увеличением угла рассеяния. Соотношение межплоскостных расстояний и ¿2 равняется 3~2, что указывает на образование алифатическими цепями макромолекул гексагональной упаковки, характеризующейся порядком в расположении осей молекул и беспорядком в их азимутальных поворотах (ротаци-онно-кристаллическое состояние).
Методом АСМ исследовали пленки ЛБ соли ПАК, полученные при давлении в монослое 25 мН/м и содержащие 29 слоев. Анализ поверхности пленок проводили по мере уменьшения размеров сканирования от 6000 х 6000 до 1500 х 1500 нм, что дало возможность проследить изменение характера поверхности при переходе от микро- к наноуровню. При размерах сканирования 6000 х 6000 нм (рис. 4) видно, что неоднородность пленки связана с присутствием на ее поверхности «бугров», поперечное сечение которых составляет 300-500 нм, а высота — 20-50 нм. При уменьшении размеров сканирования до 3000 х 3000 нм (рис. 5) на изображении начинают проявляться детали строения этих «бугров», а при размерах сканирования 1500 х 1500 нм (рис. 6) отчетливо видно: поверхность пленки состоит из доменов. Сечения поверхности участка пленки дает возможность оценить латеральный размер доменов, который составляет 50-100 нм.
Анализ полученных результатов позволяет сделать выводы об организации макромолекул алкил-аммонийной соли ПАК ДФ-оТД в монослое на поверхности воды и в пленке ЛБ. С увеличением
нм нм 160 нм 3000 \
6000 140 2500 \
5000 120
4000 100 2000 |
3000 80 1500 |
2000 60 40 1000
1000 20 0 500 п
1000 2000 3000 4000 5000 6000 нм
нм 50
40
30
20
10
500
1000 1500 2000 нм
Рис. 4 АСМ-изображение поверхности пленки ЛБ соли ПАК с размерами сканирования 6000 х6000 нм, полученные в режиме топографии, и профиль сечения участка поверхности (указано белой линией
поверхностного давления в монослое происходит изменение характера укладки макромолекул на поверхности воды. При этом ведущую роль в формировании структуры монослоя при низком поверхностном давлении играют основные полимерные цепи, а при высоком — боковые алифатические ответвления. На основании данных, полученных методом атомно-силовой микроскопии, можно выделить ряд структурных элементов, характеризующих надмолекулярную структуру пленок ЛБ соли ПАК. Элементарной составляющей этой структуры является двумерный домен, высота которого соответствует толщине монослоя соли ПАК [7]. Домены образуются в монослое благодаря межмолекулярному взаимодействию между основными полимерными цепями и присоединенными к ним боковыми алифатическими цепями. Последовательное осаждение двумерных доменов на твердую подложку в процессе формирования пленки ЛБ приводит к образованию «стопок» монослоев, представляющих собой ограниченную часть объема пленки с регулярной структурой, в которых полимерные цепи расположены параллель-
500 1000 1500 2000 2500 нм
Рис. 5
АСМ-изображение поверхности пленки ЛБ соли ПАК с размерами сканирования 3000 х3000 нм, полученные в режиме топографии
нм 70
60
50
40
30
20
10
0
200 400 600 800 1000 1200 нм
20 15 10 5 0
......|.............. \
| \
- /** чУ
......1......./
1
0 50 100 150 200 нм
Рис. 6 АСМ-изображение поверхности пленки ЛБ соли ПАК с размерами сканирования 1500 х 1500 нм, полученные в режиме топографии, и профиль сечения участка поверхности (указано белой линией)
но подложке, а вертикально ориентированные относительно подложки алифатические цепи образуют гексагональную упаковку. Предполагается, что формирование «бугров» на поверхности пленки ЛБ является следствием самоорганизации доменов в про-
Микро- и нанотехнологии в новом технологическом укладе
цессе перехода их с поверхности воды на твердую подложку. Наблюдающиеся на поверхности «бугорки» свидетельствуют о неравномерном распределении двумерных доменов по поверхности подложки в процессе формирования пленки ЛБ, что может быть вызвано как особенностями строения подложки, так и самоорганизацией двумерных доменов в процессе осаждения монослоя на подложку.
Характеристика надмолекулярной структуры пленок ПИ
Образцы пленок ЛБ ПИ, содержащие 7, 11 и 29 слоев, были исследованы методом рентгеновской реф-лектометрии. Полученные экспериментальные реф-лектограммы имеют вид, типичный для однородных пленок с небольшим количеством слоев без периодической модуляции плотности пленки в направлении нормали к поверхности и с достаточно большой шероховатостью поверхности, о чем свидетельствует отсутствие брегговских отражений и ясно выраженных осцилляций Киссига на рефлектограммах.
а)
нм 3000
2500
2000
1500
1000
500
Щ
*• • • *
¡Г 1 <41 Ш I
и®
ЙЛ
Таблица 3 Параметры модели структуры ПИ-пленок
Слой Толщина нм Шероховатость о, нм Плотность р, Г • СМ-3/ртеор, г • СМ-3
ПИ
8Ю2
вьпод-ложка
ПИ
бЮ2
вьпод-
ПИ
8Ю2
вьпод-ложка
3,3(2) 2,9(3)
5,3 (3) 2,4(2)
13,6 (5) 2,0(2)
7 слоев ПИ 1,6(2) 1,1(1) 0,3(2)
11 слоев ПИ 2,0(1) 0,7(1) 0,3(3)
29 слоев ПИ 2,6(3) 0,9(1) 0,5(4)
1,39 (5)/1,40 2,65 (5)/2,65 2,32 (5)/2,32
1,23 (5)/1,40 2,65 (5)/2,65 2,32 (5)/2,32
1,00 (5)/1,40 2,65 (5)/2,65 2,32 (5)/2,32
Примечание. В скобках указаны стандартные погрешности параметров; для сравнения показаны теоретические расчетные значения плотности соединений ртеор.
б)
нм нм
3000
20
18 2500
16
14 2000
12
10 1500
8 1000
6
4
500
2
0
¡Г
нм 25
20
щЛ »
•
Лт ^^^
-
15
10
0
500 1000 1500 2000 2500 нм
500 1000 1500 2000 2500 нм
10,0
50 100 150 200 нм
0 100 200 300 400 нм
Рис. 7
АСМ-изображение поверхностей ПИ-пленок и профили участков поверхности (указаны белыми линиями), состоящих из отдельных доменов: а — 7 слоев; б — 29 слоев
3!
Микро- и нанотехнологии в новом технологическом укладе
рошее соответствие экспериментальных и рассчет-ных рефлектограмм в предположении однослойной пленки ПИ на йЬсубстрате. Существенное улучшение качества подгонки экспериментальной и расчетных кривых отражения было достигнуто после предположения о наличии тонкого (порядка 2 нм) дополнительного оксидного слоя 8Ю2, покрывающего 81-подложку. Как указывалось в экспериментальной части, для уменьшения оксидного слоя подложку предварительно травили в разбавленном растворе плавиковой кислоты. Вероятно, сохранению (или некоторому возрастанию толщины) оксидного слоя способствует нахождение подложки в воде в процессе получения пленок ЛБ соли ПАК.
Определенная по результатам рефлектометрии плотность ПИ-пленок, содержащих 7 и 11 слоев, составила 1,39 и 1,23 г • см-3 соответственно, что близко к расчетному значению плотности ПИ ДФ-оТД С30Н18М2О4 (1,40 г • см-3). Для более толстой ПИ-пленки (29 слоев) плотность оказалась меньше — 1,00 г/см-3. Для наиболее толстой пленки характерна и максимальная шероховатость — 2,6 нм. Шероховатость пленок, содержащих 7 и 11 слоев, составила 1,6 и 2,0 нм соответственно. Полученные методом рефлектометрии значения шероховатости хорошо совпадают с шероховатостью, определенной из анализа АСМ-изображений ПИ-пленок.
Согласно результатам рентгеновской рефлектометрии толщина пленок ПИ (7, 11 и 29 слоев) составила 3,3, 5,3 и 13,6 нм соответственно (см. табл. 3). Зависимость толщины пленки от количества монослоев в пленках ЛБ соли ПАК носит линейный характер. Определенная методом эллип-сометрии толщина пленки (29 слоев) равна 16,0 (±0,5) нм, что близко к значению толщины, полученному методом рефлектометрии. Для определения же толщины более тонких пленок методом эл-липсометрии используемый для расчета подход оказался неприемлемым.
На полученных АСМ-изображениях видно, что поверхность ПИ, также как и поверхность пленок соли ПАК, состоит из доменов (рис. 7), причем на поверхности пленок присутствуют как отдельные домены, так и их сростки. Профиль поверхности, полученный на участках пленки, состоящих из отдельных доменов, дает возможность судить об их размере (см. диаграммы справа на рис. 7).
Для пленок ПИ (7 слоев) диаметр доменов составляет 30-50 нм. С увеличением количества слоев в пленке до 29 диаметр доменов увеличивается до 100 нм, а шероховатость поверхности пленок, определенная как среднеарифметическое абсолютных значений отклонений от среднего значения высоты рельефа на площади 3000 х 3000 нм, соответственно увеличивается от 1,34 до 2,80 нм. На АСМ-изоб-ражении ПИ пленки (7 слоев) видно, что на некото-
рых участках одинаково ориентированные домены образуют ряды разной длины (до 1 мкм). Домены, образующие ряды, имеют удлиненную форму.
Заключение
Исследования структурной организации макромолекул соли ПАК в монослое на поверхности воды и в пленке ЛБ соли ПАК показали, что пленка ЛБ формируется в результате наслаивания на подложку двумерных доменов, образованных полимерными цепями в монослое на поверхности воды. Наследование пленками ПИ доменной структуры пленок ЛБ соли ПАК свидетельствует о формировании прочных связей между полимерными цепями внутри доменов и между доменами в пленке ЛБ препо-лимера ПИ. Подтверждением этого является тот факт, что после нагревания до 300 °С пленки соли ПАК, нанесенной на полую сетку-матрицу с размером ячеек 40 х 40 мкм, образовавшаяся пленка ПИ сохраняла свою целостность [8].
Авторы выражают признательность коллегам за проведение исследований пленок методами АСМ (В. В. Розанов), рентгеновской и электронной дифракции (Ю. Г. Баклагина, В. В. Клечковская), эл-липсометрии (М. Ф. Панов), рентгеновской рефлектометрии (А. А. Левин, Д. К. Майер, П. Пауфлер).
| Л и т е р а т у р а |
1. Suzuki М., Kakimoto М., Konishi Т., Imai Y., Imamoto V., Hiño Т. // Chem. Lett. 1986, P. 395-398.
2. Kakimoto М., Suzuki М., Konishi Т., Imai Y., Imamoto М., Hino Т. // Chem. Lett. 1986. P. 823-826.
3. Трошин П. А., Любовская P. H., Разумов В. Ф. Органические солнечные батареи: структура, материалы, критические параметры и перспективы развития// Рос. нанотехнологии. 2008. Т. 3, № 5-6. С. 56-57.
4. Голоудина С. И., Лучинин В. В., Пасюта В. М., Клечковская В. В., Баклагина Ю. Г., Розанов В. В., Панов М. Ф., Склизкова В. П., Кудрявцев В. В. // Кристаллография. 2009. Т. 54, № 3. С. 501-509.
5. Голоудина С. И., Лучинин В. В., Пасюта В. М., Розанов В. В., Склизкова В. П., Кудрявцев В. В., Левин А. А., Майер Д. К., Пауфлер П. // Журн. приклад. химии. 2005. Т. 78, вып. 9. С. 1499-1503.
6. Абрамзон А. А., Голоудина С. И. Об агрегатном состоянии монослоев ПАВ на поверхности жидкости // Успехи коллоидной химии. Л.: Химия, 1991. С. 239-262.
7. Голоудина С. И., Лучинин В. В., Розанов В. В., Пасюта В. М., Склизкова В. П., Кудрявцев В. В. Исследование поверхностной структуры пленок Ленгмюра—Блоджетт гребнеобразного жесткоцепного преполимера полиимида методом атомно-силовой микроскопии// Письма ЖТФ. 2006. Т. 32, вып. 23. С. 54-59.
8. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / Под ред. В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова М.: Физ-матлит, 2006. С. 166-204; 493-516.
