Электрофизические свойства нанокомпозиционных материалов на основе оксида алюминия

Аннотация

В работе исследуются электрофизические свойства нанокомпозиционных материалов, в которых оксид алюминия используется в качестве матрицы, а также полимерных матриц с наночастицами. Цель работы — нахождение энергетического спектра локализованных состояний, возникающих при внедрении наночастиц, в зависимости от их радиуса и концентрации, и построение теоретической модели, описывающей электрофизические свойства нанокомпозита при воздействии ионизирующего излучения. Показано, что на границе наночастица–матрица вследствие разности работ выхода образуется сферическая потенциальная яма, дискретные уровни которой играют роль примесных ловушек: для наночастиц CdS в PMMA радиусом 2 нм образуются три дырочных уровня глубиной 0,52; 0,99 и 1,27 эВ, при радиусе 5 нм — девять уровней, из которых семь при 300 K являются глубокими, при радиусе 10 нм — девятнадцать уровней, из них четырнадцать глубоких. Сформулирована система уравнений Роуза–Фаулера для произвольного спектра локализованных состояний, учитывающая ионизацию как матрицы, так и включений, и предложен метод её решения. Установлено, что ионизация включений изменяет концентрацию свободных носителей заряда и заселённость энергетических состояний, поэтому при описании электрофизических свойств нанокомпозиционных материалов необходимо учитывать зависимость спектра локализованных состояний от радиуса и концентрации наночастиц.