Способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий

Способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ C:0ÂÅTÑÊÈX

СОЦИАЛИСтИНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 1/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ ССР) " .Г . ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -"ЯГСИ (.. ф l Щ6 ) У У -б;, Jl (21) 4908695/10 (22) 08,02,91 (46) 30.11,92. Бюл. N 44 (71) Московское научно-производственное объединение "НИОПИК" (72) В.М,Козенков, Е.Г.Катышев и В.С.Дорошенко (56) Козенков В.М., Дорошенко В.С„Катышев Е.С. и др. Сборник "Тезисы докладов ill

Всесоюзной конференции". "Проблемы оптической памяти", 1988. Ч. 1, с. 61, Козенков В.М., Барачевский В.А. Свойства светочувствительных материалов и их применение в голографии". Л., Наука. 1987, с. 89.

Изобретение относится к таким областям техники, как микроэлектроника и информатика (оптическая запись, хранение, обработка и отображение. информации, в том числе голография, интегральная, волоконная и поляризационная оптика и т.п.), химическая и конструкционная фототехнология, молекулярная оптоэлектроника и т.д, с использование искусственно упорядоченных (организованных) молекулярных систем.

Существуют различные способы получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий: формирование слоев в присутствии внешних постоянных электрических и (или) ма нитных полей, растягивание полимерных пленок, нанесение на предварительно полированную в одном направлении поверхность и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является

„„Я2 „„1778?31 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРИЕНТАЦИОННО УПОРЯДОЧЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: получение искусственно упорядоченных молекулярных систем, обладающих оптической анизотропией.

Сущность изобретения: способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий заключается в нанесении на подложку слоя вещества путем его термического расщепления в вакууме и экспонировании полученного слоя поляризованным или неполяризованным направленным излучением, поглощаемым слоем, причем термическое распыление и экспонирование производят одновременно. 1 табл. способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий, заключающийся в нанесении на подложку слоя вещества путем его термического раси ыле- . ния в вакууме и последующем экспонировании полученного слоя поляризованным или неполяризованным, но направленным ориентирующим излучением, поглощаемым слоем.

В соответствии с данным способом на первом этапе (напыление) формируется аморфный изотропный слой ориентационно неупорядоченных молекул, характеризующийся отсутствием оптической анизотропии {двулучепреломление и дихроизм поглощения).

Она возникает под воздействием поляризованного или неполяризованного, но направленного излучения в собственной полосе поглощения вещества, в результате чего молекулы которого ориентируются ли1778731

55 бо в плоскости, ортогональной вектору электрического поля активирующего поляризованного излучения, либо вдоль направления его распространения (для неполяризованного излучения).

Описанный способ позволяет получать высококачественные ориентационно упорядоченные молекулярные покрытия, однако характеризуется достаточно трудоемкой по времени технологией, не позволяет контролировать величину оптической анизотропии непосредственно в процессе формирования покрытия и требуетдостаточно больших энергетических затрат на активирующее излучение(десятки Дж см ).

Целью изобретения является упрощение технологии с одновременным осуществлением возможности контроля величины оптической анизотропии при формировании покрытия и уменьшением энергетических затрат на излучение, необходимых для получения таких ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий.

Цель достигается тем, что в способе получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий, заключающемся в нанесении на подложку слоя вещества путем его термического распыления в вакууме и экспонировании полученного слоя поляризованным или неполяризованным, но направленным излучением, поглощаемым слоем, термическое распыление и экспонирование производят одновременно.

Изобретение иллюстрируется примераПример 1 (образцы ¹¹ 1, 2).

В вакууме 2 10 мм рт.ст. на установке ВУП-4 методом сублимации на две стеклянные подложки, имеющие температуру

20 С, наносились идентичные аморфные слои вещества формулы

НзСч С Н "g(oO-и=и©©-и=в-©-g

Н,С„ имеющего температуру плавления

Тпл.-=164 С и максимум полосы поглощения в видимой области спектра 4акс=500 нм. .Скорость напыления составляла 15,1

А/мин. Полное время напыления 2,54 мин.

Окончательная толщина полученных покрытий составляла 0,23 мкм. В процессе напыления пленок один из образцов (образец №

1) экспонировался линейно поляризованным светом лампы ДРШ-250 и светофильтрами ОС-11 — ПС-7- СЗС-21, выделяющими излучение с акт=546 нм. В качестве поляризатора использовалась призма Глана. ПлотHOCTb МОЩНОСТИ Ракт В fllIOCKOCTVI расположения образца была 22,3 мВт/см2, 20

Энергия экспонирования слоя активирующим излучением Накт определялась как

Накт=Ракт та (1) где b — время экспонирования.

Качество ориентационной упорядоченности формируемых молекулярных покрытий определялось по величине оптической анизотропии (двулучепреломления); наводимой в них под действием активирующего излучения и являющейся следствием этой упорядоченности.

Измерение индуцированного активируемого поляризованным излучением двулучепреломления (ДЛП) в нанесенном покрытии (слое) производилось на кинетической установке, позволяющей осуществлять измерение в процессе облучения (и напыления). Измерение ДЛП производилось с помощью зондирующего Не-Ne лазера (Лиам=632,8 нм).

Для этого экспонируемый образец размещался между скрещенными поляризаторами под углом 45О относительно направления плоскости поляризации активирующего излучения.

Величина ДЛП (дзз2) определялась как

2 ЖЛП6з2 d д — — ;„-— — »7 где Л Пвз — усредненное по толщине слоя

ДЛП;

d — толщина слоя;

Тез2- пропускание скрещенных поляризаторов с образцом между ними, Второй напыляемый образец (образец № 2 — прототип), являющийся контрольным, экспонировался по ранее известному способу (после напыления) при атмосферном давлении. Условия напыления и облучения (оптическая схема 3акт, Ракт ) были аналогичны с образцом М 1 и приведены в таблице.

Пример 2 (образец М 3); Аналогичен примеру 1 (образец № 1), но скорость напыления была 170 А/мин.

Пример 3 (образец ЬЬ 4). Аналогичен примеру 1 (образец t4 1), но скорость напыления была 2 А/мин.

Пример 4 (образцы 5, 6). Аналогичен примеру 1, но в качестве материала для покрытия использовалось вещество формулы H >C>sHW ON=N OCN (й) Режимы напыления и экспонирования (облучения) указаны в таблице.

Пример 5 (образец 7). Аналогичен примеру 4 (образец hh 5), но плотность мощности ориентирующего излучения Ракт-27,1 мВт см .

1778731

Н11С6НЫ Я Ы=Н ©" ОООН (ПI) Ха актерпстнкн покрытия

Режим облучения

Режим напыления

Вес естес

Т, С

Я,„п Ì

Толщина мкм

Рвкт. мВт х Нккт. Pg(x хем хем

Состоя- Условия ние поля- облучения иза ни

Время напыления. мин

Структура

Скорость напырения. А/с град

32

32

15.1

33,2

29.1

29,1

30.5

18,3

24

24

073

0.23

023

0.23

0.25

0.25

0,25

0,25

0.2

0.2

0.15

015

3,4

13.7

0,3

25.6

4.! !

2,7

7.3

0.7

4.2

14.3

3!

12,7 о., П**! О

О

П

О

О

П

П

546

22.3

22,3

22,3

22,3

15,2

15,2

27,1

2.5

15,1 !

5.1

62

2,54

2.54

0,22

19.13

4.5

4.5

4,5

4,5

4.64

4,64

083

0.83

Поляр.

164

164

1С4

164

146

146

146

146

151

151

164

164

15.1

15,1

17,1

2,0

9.3

9,3

99.3

9.3

7,2

7.2

1

2 з

5

7

9

11

436

436

546

546

Непаляр.

Составитель В. Козенков

Редактор T. Полионова Техред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник

Заказ 4192 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Óæãîðîä, ул.Гагарина, 101

Пример 6 (образец S). Аналогичен приМЕру4(ОбраЗЕц М5), НО Р857=2,5МВт СМ .

Пример 7 (образцы 9, 10). Аналогичен примеру 1, но в качестве материала для покрытия использовалось вещество формулы 5

Пример 8 (образцы 11, 12). Аналогичен примеру 1, но для активации использова- 10 лось неполяризованное излучение.

Характеристики предлагаемого способа получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий (образцы 1, 3 — 5, 7-9, 11) и способа-прототипа (образцы 15

2, 6, 10, 12) сведены в таблицу, где приведен состав слоя и его толщина, режимы напыления, скорость и время напыления, максимум спектра поглощения в видимой области, режим экспонирования (одновременный или 20 последовательный, длина волны, плотность мощности и энергия активирующего излучения и полученные анизотропные характеристики сля (двулучепреломление)) .

Из таблицы следует, что предлагаемый 25 способ: — действительно позволяет существенно упростить технологию получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий, т.е. обеспечивает возможность 30 объединения двух существенно различных и разнесенных во времени операций в единый технологический цикл, протекающий одновременно; — обеспечивает возможность контроля 35 требуемых характеристик ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий (величины оптической анизотропии) непосредственно в процессе их физического формирования (напыления); — позволяет существенно (в 5 раз) уменьшить энергетические затраты на ориентирующее излучение, необходимое для достижения заданной величины ориентационной упорядоченности (оптической анизотропии) молекулярных покрытий, Как видно из таблицы, оптимальное соотношение между скоростью напыления и плотностью мощности ориентирующего излучения зависит от индивидуальной молекулярной структуры вещества, используемого для формирования покрытия, его спектра поглощения, коэффициента экстинкции, а также спектрального состава используемого излучения.

Формула изобретения

Способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий, заключающийся в нанесении на подложку вещества путем его термического распыления в вакууме и экспонирования полученного слоя поляризованным или неполяризованным направленным излучением, поглощаемым слоем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии, обеспечения возможности контроля величины оптической анизотропии непосредственно при формировании покрытия и уменьшения энергетических затрат; термическое распыление и экспонирование производят одновременно.