Труды сотрудников института физики

/ Е. М. Аверьянов // Жидк. кристаллы и их практич. использ. - 2020. - Т. 20, № 1. - С. 41-46 ; Liq. Cryst. Appl., DOI 10.18083/LCAppl.2020.1.41. - Библиогр.: 7 . - ISSN 1991-3966
   Перевод заглавия: New methods for studying the orientation order of uniaxial molecular films on the base of optical data
Аннотация: Установлена связь компонент ε(1,2)j(ω) диэлектрической функции εj(ω) = ε1j(ω) + iε2j(ω) для одноосной молекулярной пленки в области изолированной полосы поглощения света, поляризованного вдоль (j = ||) и нормально (j = ⊥) оптической оси пленки, с параметром ориентационного порядка S дипольных моментов молекулярных переходов, отвечающих данной полосе поглощения. Развиты новые методы определения S, подтвержденные для пленки органического полупроводника PTCDA нанометровой толщины с известными зависимостями ε(1,2)j(ω) в областях прозрачности и низкочастотного электронного поглощения. Показано влияние ориентационного порядка и анизотропии динамических диполь-дипольных межмолекулярных взаимодействий (эффектов локального поля) на положение максимумов полос ε2j(ω).
The components ε(1,2)j(ω) of the dielectric function εj(ω) = ε1j(ω) + iε2j(ω) for uniaxial molecular film in the region of an isolated absorption band of the light polarized along (j = ||) and across (j = ⊥) the film optical axis were considered. The connection of the components with the orientation order parameter S of the dipole moments of molecular transitions corresponding to a given absorption band was established. New methods for determining S are developed. They are confirmed for the organic semiconductor PTCDA film of nanoscale thickness with the known dependences ε(1,2)j(ω) in the transparency and low-frequency electron absorption regions. The effect of the orientation order and anisotropy of dynamic dipole-dipole intermolecular interactions (local-field effects) on the maxima position of the ε2j(ω) bands was shown.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
WOS,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, Академгородок, 50, строение № 38, 660036 Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Aver'yanov, E. M.

/ Е. М. Аверьянов // Жидк. кристаллы и их практич. использ. - 2020. - Т. 20, № 1. - С. 53-63 ; Liq. Cryst. Appl., DOI 10.18083/LCAppl.2020.1.53. - Библиогр.: 14 . - ISSN 1991-3966
   Перевод заглавия: Optical anisotropy and orientation order of uniaxial films of conjugated polymers
Аннотация: Для одноосной пленки сопряженного полимера с макромолекулами в виде наборов субъединиц разной длины установлена связь компонент e(1,2)j(w) диэлектрической функции ej(w) = e1j(w) + ie2j(w) с параметром ориентационного порядка s дипольных моментов молекулярных переходов, отвечающих изолированной полосе поглощения света c поляризацией вдоль (j = || ) и нормально (j =^ ) оптической оси пленки. Новые методы определения s реализованы для пленки полимера P3OT с плоскостной ориентацией субъединиц и известными зависимостями e(1,2)j(w) в областях прозрачности и низкочастотного электронного поглощения. Учтена анизотропия компонент fj(w) = 1 + Lj[ej(w) - 1] тензора локального поля. Экспериментальные значения компонент Lj тензора Лорентца для пленки P3OT определены с использованием зависимостей e1j(w) в видимой области прозрачности. Показано совместное влияние длины и ориентационного порядка субъединиц, а также динамических диполь-дипольных взаимодействий между субъединицами (эффектов локального поля) на положение максимумов полос e2j(w).
The uniaxial film of conjugated polymer with macromolecules as a set of subunits of different lengths was studied. For this film, the connection between the components e(1,2)j(w) of the dielectric function ej(w) = e1j(w) + ie2j(w) and the orientation order parameter s was established. The orientation order parameter s of the dipole moments of molecular transitions corresponds to an isolated absorption band of light with polarization along (j = ||) and across (j =^)the optical axis of the film. New methods have been implemented for determining s of the P3OT polymer film. The P3OT polymer film is characterized by a planar orientation of subunits and known dependences e(1,2)j(w) in the regions of transparency and low-frequency electron absorption. The anisotropy of the components fj(w) = 1 + Lj[ej(w) - 1] of the local-field tensor was taken into account. The experimental values of the components Lj of the Lorentz tensor for the P3OT film were determined using the dependences e1j(w) in the visible transparency region. The combined effect of the length and orientation order of the subunits, as well as dynamic dipole-dipole interactions between subunits (local-field effects) on the position of the maxima of the e2j(w) bands was shown.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
WOS,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, Академгородок, д. 50, строение № 38, 660036 Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Aver'yanov, E. M.

/ Е. М. Аверьянов // Жидк. кристаллы и их практич. использ. - 2021. - Т. 21, № 2. - С. 82-91 ; Liq. Cryst. Appl., DOI 10.18083/LCAppl.2021.2.82. - Библиогр.: 16 . - ISSN 1991-3966
   Перевод заглавия: Complex refractive indices and orientation order of molecules in vacuum-deposited organic films
Аннотация: Рассмотрены компоненты nj(ω), kj(ω) комплексного показателя преломления Nj(ω) = nj(ω) + ikj(ω) одноосной молекулярной пленки в области изолированной полосы поглощения света с поляризацией вдоль (j = ||) и нормально (j = ⊥) оптической оси пленки. В пределах данной полосы установлена связь экстремальных значений njmax, njmin, kjmax с фоновыми значениями nbj и параметром ориентационного порядка S дипольных моментов молекулярных переходов Установлена связь экстремальных значений njmax, njmin, kjmax в пределах данной полосы с фоновыми значениями nbj и параметром S. Развит метод определения S с использованием значений njmax, njmin, kjmax при учете анизотропии компонент fbj = 1 + Lj(nbj2 – 1) тензора локального поля и компонент Lj тензора Лорентца. Этот метод использован при определении S для ряда молекулярных пленок, полученных вакуумным напылением, и пленок сопряженных полимеров с известными зависимостями nj(ω), kj(ω) в области низкочастотного электронного поглощения. Экспериментальные значения Lj получены с использованием зависимостей nj(ω) в области прозрачности пленок. Выяснена связь величин Lj и S с размерами, анизотропией и химической структурой молекул.
The components nj(ω), kj(ω) of the complex refractive index Nj(ω) = nj(ω) + ikj(ω) of an uniaxial molecular film in the region of an isolated absorption band of light with polarization along (j = ||) and across (j = ⊥) the optical axis of the film were considered. Within the band, the connection of the extreme values njmax, njmin, kjmax with the background values nbj and the orientation order parameter S of the dipole moments of molecular transitions was established. A method to determine S using the values of njmax, njmin, kjmax and accounting the anisotropy of the local-field-tensor components fbj = 1 + Lj(nbj2 – 1) and the Lorentz-tensor components Lj has been developed. The method was applied to determine S for a number of molecular vacuum-deposited films. It was also used for the films of conjugated polymers with the known dependences nj(ω), kj(ω) in the low-frequency electron absorption region. The experimental values of Lj were determined using the dependences nj(ω) in the transparency region of the films. The connection of Lj and S values with dimensions, anisotropy and chemical structure of molecules was clarified.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
WOS,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, Академгородок, 50, строение № 38, 660036 Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Aver'yanov, E. M.

/ Е. М. Аверьянов // Жидк. крист. и их практич. использ. - 2023. - Т. 23, № 1. - С. 68-77 ; Liq. Cryst. Appl., DOI 10.18083/LCAppl.2023.1.68. - Библиогр.: 14 . - ISSN 1991-3966. - ISSN 2499-9644
   Перевод заглавия: Molecular-optical and structural anisotropy of uniaxial single-domain/ polydomain films of conjugated polymer F8BT with axial/planar orientation of macromolecules
Аннотация: На практике используются одноосные полимерные пленки двух типов: монодоменные пленки на ориентирующих подложках с аксиальной ориентацией макромолекул относительно оптической оси пленки n, параллельной плоскости подложки (тип ОА); полидоменные пленки на изотропных подложках с плоскостной ориентацией макромолекул и оптической осью n, нормальной к подложке (тип ОP). Молекулярно-оптическая анизотропия пленки определяется средней по ансамблю анизотропией δγ = γ|| – γ⊥ компонент поляризуемости γj мономерных звеньев полимерных цепей для поляризаций световой волны вдоль (j = ||) и нормально (j = ⊥) оси n. Структурную анизотропию пленки описывают параметры ориентационного порядка U дипольных моментов m электронных (колебательных) переходов в мономерных звеньях макромолекул относительно оси n. Для пленок одного полимера значения параметров Rδ(λ) = δγА/δγP и RU = UA/UP характеризует степень близости полидоменной пленки к идеальному двумерному поликристаллу. В данной работе исследованы зависимость Rδ(λ) от длины световой волны λ в видимой области прозрачности и параметры порядка UA(P) для дипольного момента длинноволнового электронного перехода в монодоменных и полидоменных пленках сопряженного полимера F8BT. Значения Rδ(λ) получены из показателей преломления пленок nj(λ) с учетом компонент fj(λ) = 1 + Lj[nj2(λ) – 1] тензора локального поля. Компоненты Lj тензора Лорентца определены с использованием зависимостей nj(λ). Значения Rδ(λ) согласуются с Rδ = –2 для двумерного поликристалла, состоящего из одноосных кристаллитов. Параметры UA(P) определены с использованием фоновых величин nbj и максимальных значений kjmax компонент комплексного показателя преломления Nj(λ) = nj(λ) + ikj(λ) пленок в области длинноволновой полосы электронного поглощения при учете фоновых значений fbj = 1 + Lj(nbj2 – 1). Экспериментальное значение RU отличается от RU = –2 для двумерного поликристалла, что показывает чувствительность параметра UP к ориентационному беспорядку мономерных звеньев макромолекул в междоменных областях полидоменных пленок.
Two types of uniaxial polymer films are used in practice. The first type is singledomain film on orienting substrate with axial orientation of macromolecules with respect to the optical axis of the film n which is parallel to the substrate plane (type ОА). The second type is polydomain film on isotropic substrate with in-plane orientation of macromolecules and the optical axis of the film n which is perpendicular to the substrate plane (type ОP). The molecular-optical anisotropy of a film is defined by the ensemble-averaged anisotropy δγ = γ|| – γ⊥ of the components γj of the polarizability of the monomer units of a polymer for the light-wave polarizations along (j = ||) and across (j = ⊥) the optical axis n. The structural anisotropy of the film is described by the orientation order parameters U of the dipole moments m of the electronic (oscillatory) transitions in monomer units of macromolecule with respect to axis n. For films of the same polymer, the values of Rδ(λ) = δγА/δγP and RU = UA/UP characterize the closeness degree of the polydomain film to the ideal twodimensional polycrystal. In this work, the dependence Rδ(λ) on the light-wavelength λ in the visible range and the order parameters UA(P) for the dipole moment of the long-wavelength electronic transition in single-domain and polydomain films of the conjugated polymer F8BT were studied. The values Rδ(λ) were determined from the refractive indices nj(λ) of the films with the local-field tensor components fj(λ) = 1 + Lj[nj2(λ) – 1]. The Lorentz-tensor components Lj were obtained using the dependences nj(λ). The values Rδ(λ) are in agreement with Rδ = –2 for two-dimensional polycrystal consisted of the uniaxial crystallites. The parameters UA(P) were determined with the use of the background values nbj and maximal values kjmax of the components of the complex refractive indices Nj(λ) = nj(λ) + ikj(λ) of the films in the region of their long-wavelength electronic absorption band, taking into account the background values fbj = 1 + Lj(nbj2 – 1). The experimental value RU differs from RU = –2 for two-dimensional polycrystal. This difference reveals the sensitivity of the parameter UP to the orientation disorder of the monomer units of macromolecules in interdomain regions of polydomain films.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Aver'yanov, E. M.

/ Е. М. Аверьянов // Жидк. крист. и их практич. использ. - 2024. - Т. 24, № 2. - С. 54-63 ; Liq. Cryst. Appl., DOI 10.18083/LCAppl.2024.2.54. - Библиогр.: 14 . - ISSN 1991-3966. - ISSN 2499-9644
   Перевод заглавия: Polarizability density and orientation order of molecules (monomers) in uniaxial molecular (polymer) film
Аннотация: Для адекватных представлений о природе спектральных и оптических свойств одноосных молекулярных (полимерных) пленок необходимы данные об энергетической структуре молекул (мономерных звеньев полимерной цепи – мономеров) и дальнем ориентационном порядке дипольных моментов mq электронных/колебательных переходов. Этот порядок характеризуется параметрами порядка Uq моментов mq относительно оптической оси n пленки. До сих пор опосредованными источниками таких данных служили компоненты nj(ω), kj(ω) показателей преломления Nj(ω) = nj(ω) – ikj(ω) или компоненты ε(1,2)j(ω) диэлектрических проницаемостей εj(ω) = ε1j(ω) – iε2j(ω) пленки для поляризаций световой волны вдоль (j = ||) и нормально (j = ⊥) оси n. Непосредственная информация об энергетической структуре молекул (мономеров) и параметрах Uq содержится в компонентах γ(1,2)j(ω) средних по ансамблю поляризуемостей γj(ω) = γ1j(ω) – iγ2j(ω) молекул (мономеров). В настоящей работе для получения этой информации используются компоненты P(1,2)j(ω) плотностей поляризуемости Pj(ω) = [εj(ω) – 1]/fj(ω) = 4pNγj(ω) = P1j(ω) – iP2j(ω). Здесь fj(ω) = 1 + Lj[εj(ω) – 1] – компоненты тензора локального поля световой волны в пленке; компоненты тензора Лорентца Lj определяются с использованием зависимостей nj(ω) в области прозрачности пленки; N – число молекул (мономеров) в единице объема пленки. Развиты методы определения параметров Uq для молекулярных переходов с использованием зависимостей P(1,2)j(ω) в пределах изолированных полос поглощения, отвечающих данным переходам. Эти методы подтверждены для одноосных пленок сопряженного полимера F8BT с преимущественной ориентацией макромолекул в плоскости пленки XY, оптической осью n||Z и известными зависимостями nj(ω), kj(ω) в областях прозрачности и низкочастотного электронного поглощения. Установлены спектрально-инвариантные соотношения, связывающие функции P(1,2)j(ω) и ε(1,2)j(ω).
In order to gain an adequate understanding about the nature of spectral and optical properties of uniaxial molecular (polymer) films, the data about the energy structure of molecules (monomers) and the long-range orientation order of dipole moments mq of electronic/vibrational transitions are needed. This order is characterized by the order parameters Uq of moments mq with respect to the optical axis n of the film. Until now, components nj(ω), kj(ω) of refractive indices Nj(ω) = nj(ω) – ikj(ω) or components ε(1,2)j(ω) of dielectric constants εj(ω) = ε1j(ω) – iε2j(ω) of the film for the light-wave polarizations along (j = ||) and across (j = ⊥) the axis n had been used as indirect sources of such data. The direct information about the energy structure of molecules (monomers) and parameters Uq is contained in the components γ(1,2)j(ω) of ensemble-averaged polarizabilities γj(ω) = γ1j(ω) – iγ2j(ω) of molecules (monomers). In this work, components P(1,2)j(ω) of polarizabilities densities Pj(ω) = [εj(ω) – 1]/fj(ω) = 4pNγj(ω) = P1j(ω) – iP2j(ω) are used for receiving such information. Here, fj(ω) = 1 + Lj[εj(ω) – 1] are the local-field tensor components for the light wave in the film; the Lorentz-tensor components Lj are obtained using the dependences nj(ω) in the transparency region of the film; N is the number of molecules (monomers) per unit volume of the film. Methods for determining parameters Uq for molecular transitions were developed using the dependences P(1,2)j(ω) within the isolated absorption bands corresponding to the transitions. The methods were confirmed for the uniaxial films of the conjugated polymer F8BT with the preferred orientation of macromolecules in the film plane XY with the optical axis n||Z and the known dependences nj(ω), kj(ω) in the transparency and low-frequency electronic absorption ranges. The spectral-invariant correlations connecting functions P(1,2)j(ω) and ε(1,2)j(ω) were established.

Смотреть статью,
РИНЦ

Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН, обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Aver'yanov, E. M.