DÄ°SSERTASÄ°YA Ä°ÅÄ° - BakÄ± DÃ¶vlÉt Universiteti

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI TƏHSİL NAZİRLİYİ 

BAKI DÖVLƏT UNİVERSİTETİ 

Fizika fakültəsi 

İstiqamətin şifri və adı : 

İxtisasın şifri və adı : 

TEM–030000–Fizika 

TEM–030032–Nanohissəciklərin 

fizikası 

Nanohissəciklərin kimyəvi fizikası kafedrasının magistrantı 

Əliyeva Sevinc Qərib qızının 

magistr dərəcəsi almaq üçün 

“PVDF+CdS və PP+CdS əsasında alınmış nanokompozisiyaların quruluşu və 

lüminessensiya xassələri” 

mövzusunda 

DİSSERTASİYA İŞİ 

Elmi rəhbər: 

f.r.e.n.,dosent Ramazanov M.Ə 

Kafedra müdiri: 

f.r.e.n.,dosent Ramazanov M.Ə 

B A K I - 2009 

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

MÜNDƏRİCAT 

2 

Giriş………………………………………………………………………………………3 

I Fəsil. Polimerlərdə, yarımkeçiricilərdə və onlar əsasında alınmış nanokompozit 

materiallara fotolyuminessensiya.......................................................................................5 

1.1.Polimerlərdə fotolyuminessensiyanın formalaşması xüsusiyyətləri ...........................5 

1.2. Polimer yarımkeçirici nanokompozisiyalarda fotolyuminessensiya.........................10 

II Fəsil. Fotolyuminessent nanokompozitlərin alınma texnologiyası və tədqiqi üsulları.19 

2.1.Komponentlərin seçilməsi........................…………………….…………….............19 

2.2. Nanokompozitlərin hazırlanması................…………………………………..........20 

2.3.Fotolyuminessent nanokompozitlərin atom-qüvvə mikroskopunda (AQM) 

tədqiqi……………………………………………………………………………...........23 

2.4. Fotolyuminessent nanokompozitlərin spektroflüorimetrdə tədqiqi..........................28 

2.5. Fotolyuminessent nanokompozitlərin infraqırmızı spektroskopiya (İQS) 

üsulu ilə tədqiqi...............................................................................................................31 

III Fəsil. Polimer-yarımkeçirici nanokompozitlər sistemində fotolyuminessensiya.......33 

3.1.PP+CdS əsasında alınmış nanokompozitlərin atom-qüvvə mikroskopunda (AQM) 

tədqiqi...............................................................................................................................33 

3.2.PP+CdS əsasında alınmış nanokompozitlərin fotolyuminessensiya xassələrinin 

tədqiqi...............................................................................................................................44 

3.3.PVDF+CdS əsasında alınmış nanokompozitlərin AQM və fotolyuminessensiya 

xassələrinin tədqiqi...........................................................................................................53 

Nəticə................................................................................................................................61 

Abstract............................................................................................................................62 

Резюме.............................................................................................................................63 

Ədəbiyyat.........................................................................................................................64 


GİRİŞ 

3 

Mövzunun aktuallığı: Son zamanlar fotolüminessensiya xassələrinə malik 

polimer nanokompozit materialların alınması ilə bağlı bir çox tədqiqatlar aparılmışdır. 

Bu materiallar özlərində kompozisiyanın ayrı-ayrı komponentlərinin müsbət xassələrini 

daşıyır və güclü fotolüminessensiya xassələrinə malik olurlar. Məlumdur ki, üzvi və 

silikat matrisdə yerləşdirilən klaster halındakı yarımkeçirici materiallar kiçik ölçülü 

sistemlər və qeyri-xətti optika fizikası və kimyası oblastında işləyən tədqiqatçıların 

böyük marağına səbəb olmuşdur. Bu materiallar həcmi materiallarla müqayisədə qeyriadi 

optik və elektron xassələr göstərir. Bu cür polimer nanokompozitlər əsasında yaxşı 

fiziki-mexaniki xassələrə və spektrin görünən oblastında fosforessensiyanın geniş vaxt 

intervalına malik lüminessent ekranlar, dəyişdiricilər, sensorlar və digər qurğular almaq 

olar. İki və daha çox fazadan ibarət olan polimer nanokompozit materiallarda polimer 

matris nümunənin fiziki, mexaniki xasələrini (elastiklik, emaledicilik) , aktiv aşqarlar isə 

yüksək həssaslığı, fotolüminessent xassələri təmin edir. Bu işlərin böyük əksəriyyətində 

kompozisiyanın komponentlərinə mexaniki qatışıq kimi baxılır və praktiki olaraq, 

fotolüminessensiya xassələrində kompozitin komponentləri arasındakı fazalar arasındakı 

sərhəd hadisəsinə az diqqət edilir. Qeyd edək ki, nanokompozitlərin xassələri polimer 

matrisin kimyəvi təbiəti, nanokompozitdə payı çox olan fazalararası sərhəd quruluşu, 

həmçinin nanohissəciklər və matris arasındakı qarşılıqlı təsir ilə təyin olunur. Tərkibinin 

dəyişməsi yolu ilə fazalararası sərhəd halını, polimer mühitdə həyəcanlanmış 

elektronlarda enerji daşınması, həmçinin aşqarların fotolüminesensiya xassələrini 

öyrənməyə imkan verən müxtəlif xassələrə malik nanokompozitlər almaq olar. 

Polimer nanokompozitlərin qeyri-üzvi yarımkeçirici birləşmələri daha böyük 

maraq kəsb edir. Bu cür materialların strukturunun öyrənilməsi (polimer matrisdə 

dispers faza hissəciklərinin paylanma xüsusiyyəti və ölçüləri) onların xassələrini 

praqnozlaşdırmağa imkan verir. Xassə dəyişilməsi ilə isə nanokompozitlərin strukturunu 

müəyyən etmək olar. Bu baxımdan tədqiqat işinin yerinə yetirilməsi aktualdır və 

məqsədəuyğundur. 


4 

Tədqiqatın əsas məqsədi: Yüksək effektivliyə malik fotolüminsensiya(FL) 

xassələrinə malik yeni polimer nanokompozisiya materiallarının alınması və onların FL 

xassələri ilə onların quruluş parametrləri arasında əlaqənin müəyyənləşdirilməsi. 

Tədqiqarın obyekti və predmeti: Tədqiq etdiyimiz işdə polipropilen (PP) və 

polivinildenftorid (PVDF) matrisi və qeyri-üzvi yarımkeçirici kadmium sulfid (CdS) 

nanohissəciyi əsasında alınmış PP+CdS və PVDF+CdS nanokompozitlərinin 

fotolyuminessent xassələri tədqiq olunmuşdur. 

Tədqiqatın informasiya bazası və işlənmə metodları: Dissertasiya işində 

fotolüminessent nanokompozitlərin alınma texnologiyası işlənmiş və onların atom qüvvə 

mikroskopu, spektroflüorimetrlə və infraqırmızı spektroskopiya metodları ilə tədqiqi 

verilmişdir. 

İşin aprobasiyası: Dissertasiya işinin nəticələri Lev Landaunun 100-illiyinə həsr 

olunmuş Gənc tədqiqatçıların Respublika elmi konfransında, Gənc tədqiqatçıların 

“Fizika və Astronomiya problemləri” Respublika elmi konfransında müzakirə edilmiş 

və 2 tezis şəklində dərc edilmişdir. 


I FƏSİL.POLİMERLƏRDƏ, YARIMKEÇİRİCİLƏRDƏ VƏ ONLAR 

ƏSASINDA ALINMIŞ NANOKOMPOZİT MATERİALLARDA 

5 

FOTOLÜMİNESSENSİYA 

1.1. Polimerlərdə fotolüminessensiyanın formalaşması xüsusiyyətləri 

Müasir dövrdə flüoresent polimerlər və polimer kompozisiyalar elm və 

texnikanın müxtəlif sahələrində geniş tətbiq olunurlar. Flüoresent polimerlər 

radioelektronikada lazer texnikası üçün aktiv elementlər kimi , boyalar üçün flüoresent 

piqment kimi , dekorativ plastmas və tekstil materialların hazırlanmasında və tibbibioloji 

tədqiqatlarda fotolüminessent material və lüminessent zond kimi böyük məna 

kəsb edir. 

Polimerləşmə metodu ilə alınmış bir çox flüoresent polimerlər vinil qrupları 

daxil olmuş alçaq molekullu lyuminofor sopolimerlərdən təşkil olunmuşdur. İlkin 

somonomerlər kimi adətən naftalin törəmələrindən , antrosen , piren və digər kondensə 

olunmuş aromatik karbohidratlardan , həmçinin korbozol, pirozol kimi hetroaromatik 

birləşmələrdən istifadə olunur. İkinci somonomerlər kimi isə stirol , akril və metaakril 

turşularının törəməlindən istifadə olunur. 

Polistirol əsaslı flüoresent polimerlərin sintezi ilə bağlı bir çox elmi işlər var. 

Baxılan işdə müxtəlif törəməli texniki polistirol plyonkasının udulma , 

lüminessensiya və həyəcanlanma spektrləri tədqiq olunub [27]. Göstərilib ki , polimerin 

lüminessensiya xassələri əsasən polimer zəncirin kimyəvi defektləri və qarışıq optik 

mərkəzlərlə bağlıdır. Tədqiq olunan polimerin 300-355 nm oblastındakı 

flüoressensiyası PS eksimerlərinin buraxılışından və konsentrasiyası müxtəlif 

nümunələrdə 0,3-0,03% arasında variasiya edən stirol strukturundakı qarışıq mərkəzlərlə 

bağlıdır. Flüoressensiyanın maksimumları 338, 350 və 370 nm olan daha uzun dalğalı 

zolağı polimerin işlənməsindən alınmış fenil heksatrien strukturunun sonuncu qrupları 

ilə təyin olunur.Bu qrupların konsentrasiyası 10 mol/l və daha az təşkil edir. 


6 

Baxılan işdə ikili fotoxromizmaya malik olan yeni poliomer materiallar [5] 

alınmışdır. Yan fenolbenzoat fotoxrom spiropiran qrupları olan sopolimer və 

fenolbenzoat , xiral-fotoxrom, benzilidenmentan və fotoxrom spiropiran qrupları olan 

üçlü sopolimer qarışığı öyrənilmişdi. Ultrabənövşəyi işığın təsiri ilə və plyonkaların 

bişirilməsi ilə belə sistemlərin xolestrik spiralının açılmasına və spektrin uzun dalğalı 

oblastında işığın əks olunmasının pikinin bərpa olunmayan yerdəyişməsinə səbəb olur. 

Bu proses C=C əlaqəsi ilə bağlı olan E – Z fotoizomerləşməsi ilə bağlıdır. Otaq 

temperaturunda plyonkanın ultrabənövşəyi şüalanması zamanı termik dönən keçid 

müşahidə edilir ki, bu da spektrin görünın oblastında intensiv udulma pikinin 

görünməsinə səbəb olur. 30-50 °C-də əks prosesin sürət sabitləri ölçülüb. Göstərilib ki, 

alınan qatışıq və sopolimer optika , optoelektronika və informasiya qeydi üçün yeni 

perspektiv fotohəssas materialdır. 

Növbəti işdə 9,10-bis-antrotsen [BAFA] əsaslı polomit plyonkasının spektrallyuminessent 

və fotoelektrik xassələri tədqiq olunub[12]. Polimer zəncirində 

elektrodonor difenil-antrotsen fraqmentlərinin növbələşməsi ilə elektron-akseptor 

diimid fraqmentlərinin [25] varlığı fotoprosesin xarakterini dəyişir. Göstərilib ki, 

antrotsen tərkibli Pİ, həmçinin BAFA əsaslı Pİ-nim fotohəyəcanlanması zamanı xarici 

elektik sahəsinin təsiri ilə sönən eksipleks lüminessensiya tipi müşahidə olunur ( sönmə 

effekti xətti olaraq sahə gərginliyinin kvadratından asılı olur ) [20],[21]. Eyni tip 

quruluşa malik zəncirində diimid fraqmentləri saxlayan Pİ sırasında sönmə effekti 

diimid fraqmentlərinin elektronuna hərislik artdıqca qeyri-xətti olaraq artır. Yüksək 

sönmə effektli Pİ-lər stasionar fotokeçiricilik rejimində daha yüksək fotohəssaslıq 

göstərir. Səth potensialının fotoinduksiya enmə metodu ilə yükdaşıyıcıların 

fotogenerasiyasının kvant çıxışı və sahə asılılığı müəyyən edilmişdir. Əsas xromoforun 

udulma oblastında kvant çıxışının qiyməti həyəcanlanlandırıcı kvant işığının enerjisinin 

artması ilə kəskin yüksəlir. Əmələ gələn ion cütlərinin komponentlərinin ion-radikal 

təbiətini göstərən daşıyıcıların fotogenerasiyasını maqnit sahəsinin müsbət effekti təsiri 

öyrənilmişdir. 


7 

Baxılan işdə iki tip üzvi elektolüminessent qurğu öyrənilib[6]: kiçik molekulyar 

və əsas zəncirində ikiqat rabitələr olan polimer əsaslı. Daşıyıcı kimi bir sinif 

polimerlərdən antrotsen tərkibli poliimidlər ( APİ ) tədqiq olunmuşdur. Bu strukturlarda 

effektiv bipolyar daşıyıcılar və elektron səviyyələrinin uğurlu seçilmiş nisbi vəziyyəti 

OELU və belə əsaslı polimerlərdə parlaq elektrolüminessensiyanı təşkil edir. 15 V 

gərginlikdə və 600 kd/m parlaqlıqda bir laylı OELU alınıb ki, o da APİ-nin şüalanan 

layından ibarətdir. Bu qurğuların elektrolüminessent maksimumları 565 nm-də 

müşahidə olunur. Zaman-uçuş metodunun istifadəsi ilə müşahidə olunmuşdur ki, 

elektron və deşiklərin mütəhərrikliyi APİ-də eynidir. M e ≈ M p =2·10 -5 sm /V·san , 

elektrik sahəsi F= 3· 10 5 V/sm olduqda və T=291 K 

Baxılan işdə həmçinin kükürd tərkibli APİ polimerli OELU-nun 

elektrolüminessent spektri tədqiq olunub. Göstərilib ki, yan zolaqların və güclü qeyrihomogen 

keçidlərin genişlənməsi hesabına şüalanma spektri çox genişdir. 

Bu işdə bərk poli –N –vinilkarbozol və onun məhlullarının eksimer 

flüoresensiyası tədqiq olunub[32],[28] . Göstərilib ki, havadakı oksigenin və UB 

şüaların birgə təsiri nəticəsində eksimer flüoressensiyasının intensivliyi azalır ( λ max > 

418 nm ) . Ekstratsenin aşqarlı flüoressensiyasının və eksimerlərin flüoressensiyasının 

müqayisəsi nəticələrinə görə eksimerlərin yaranma mərkəzlərini konsentrasiyası udulma 

spektrindəki fotooksidlənmiş monomer fraqmentinin konsentrasiyasından 10 dəfələrlə 

azdır. Böyük ehtimalla, fotooksidləşdirici struktur vahidlərinin eksitonlarının sönməsi 

məhz bununla bağlı olmalıdır. 

Baxılan işdə 200-295 K temperatur intervalında tetrahidrofuranda poli – N – 

vinilkarbozol məhlulunun flüoressensiya sönməsinin kinetikası tədqiq olunub [51] . 

Məhlulun flüoressensiyasında 350 nm maksimuma malik karbozol fraqmentlərinin 

şüalanması müşahidə olunmur, amma 370 nm və 420 nm maksimumlara malik iki 

flüoresensiya zolağı müşahidə olunur. Sonuncu şüalanma karbozolun qonşu 

qruplarından yaranmış sendvic tipli ( E 2 ) alçaq enerjili eksimerlərlə bağlıdır.E 1 halının 

eksimer şüalanma spektri E 3 halının şüalanma spektri ilə uyğun gəlir. Göstərilib ki, 370 


8 

nm oblastındakı flüoressensiyanın intensivliyi temperaturun artması nəticəsində azalır və 

bu zaman 420 nm oblastındakı şüalanma praktik olaraq dəyişməz qalır. 

Poli-1-vinil-naftalin plyonkasının 77–260 K temperatur intervalında 

lüminessensiya xassələrinin tədqiqi nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki [37], 

lüminesensiya spektri iki zolaqdan ibarətdir: ləngiyən flüoressensiya zolağına malik və 

temperaturdan asılı olmayan 410 nm maksimumuna malik qısa dalğalı zolaq və 

temperaturun artması ilə batoxrom sürüşməyə məruz qalan 590 nm maksimuma malik 

uzun dalğalı zolaq. 

Xromofor tərkibli polimer sistemlərin spektral – lüminessent xassələrinin 

tədqiqindən belə çıxır ki, onlarda enerjinin daşınması və miqrasiya prosesləri eksimer 

əmələgətirən xromofor fraqmentlərinin müstəviləri yaxın və paralel yerləşən yerlərdə 

daha effektiv olur. Bu proseslərin nəticəsi olaraq polimerlərin flüoressensiya 

spektrlərində monomer şüalanma zolağı ilə yanaşı eksimer şüalanmanın bir və ya bir 

neçə zolaqlarının əmələ gəlməsi müşahidə olunur. Polimerlərdə kiçik eksimer 

əmələgəlmə qabiliyyəti makro zəncirlərinin yüksək elastikliyi ilə bağlıdır. Bu isə 

xromoforların yerləşməsində zəruri olan komplanarlığın pozulmasına səbəb olur. 

Eksimer əmələgətirmə doymuş əsas zəncirli xromofor qrupu saxlayan 

polimerlərin flüoresent xarakteristikalarını interpretasiya (analiz) etməyə imkan verir. 

Blokların ölçüsü və makromolekulların konformasiya quruluşu tamamı ilə onlarda 

spektral lüminessent xassələrin formalaşmasının xüsusiyyətlərini təyin edir. 

Baxılan işdə otaq temperaturunda π –rabitəli polimerin ( p – fenilen ) nazik 

plyonkasının lazer həyəcanlanma lüminessensiyası həyata keçirilmişdir [29]. Müəyyən 

olunmuşdur ki, helium temperaturunda polimer plyonkalarının lüminessensiya spektri 

həyəcanlanma temperaturundan asılı olmur [42]. Bu spektr eksitonlarının bəzi 

lokallaşmış effektiv tezliyi artanda və daha kiçik tezlikli həyəcanlanmada həyəcanlanma 

tezliyi ilə qarışanda mümkündür. Qeyd olunub ki, lüminessensiya spektrlərinin vəziyyəti 

300-430 nm oblastında alınmış monoxromayik həyəcanlanma dalğa uzunluğundan asılı 

deyil. Otaq temperaturunda lüminessensiya spektri 435, 460, 485 və 516 nm 


9 

maksimumlarına malik dörd zolaqdan ibarətdir. Poli ( p – fenil ) polimerinin udulma 

spektrinin uzun dalğalı qolunda 457,9 – 514,5 nm diapazonunda arqon lazerinin bəzi 

xətləri ilə lyuminessensiya həyəcanlanmasında lüminessensiya spektri həyəcanlanma 

tezliyi ilə xətti olaraq yerini dəyişir. Müşahidə olunan lüminessensiya 

həyəcanlanmasının özəlliyi ondan ibarətdir ki, o ν ex tezliyinə nisbətən yavaş – yavaş 

yerini dəyişir. Nəticədə lazer xətti tezliyinin azalması ilə o qısa dalğalı lüminessensiya 

zolağına tərəf tədricən yaxınlaşır və onunla birgə ν ex =20140 sm -1 rezonans verir. 

Polimer plyonkasının tədqiqi kvars altlıqda orientasiya olunan uzun polimer 

molekullarından yaranmış qeyri-bircins sistem təşkil edir. Xromofor kimi uzunluqları 

polimer zəncirin uzunluğundan daha çox qısa olan polimer zəncir seqmentlərindən 

istifadə olunur. Udulma və lüminessensiya spektrlərinin qeyri – bircins genişlənməsi 

müxtəlif kimyəvi defekt və altlıqda polimer zəncirin nizamlanma dərəcəsi ilə bağlı olan 

seqment uzunluqlarının səpələnməsi ilə bağlıdır. 

Konstruksiya təyinatlı əksər polimer materialların (polietilen, teflon) tədqiqində 

fotolüminessensiyadan istifadə olunmur [9]. 

Baxılan işdə yaxın ultrabənövşəyi spektr oblastında polietilen və 

politetraftoretilenin ( teflon ) ensiz fotolüminessensiya zolaqlarının müşahidə 

olunmasından bəhs edilir [22]. Müşahidə olunan spektri yarımkeçirici materialların 

eksiton lüminessensiya spektri arasındakı ətraflı analogiyanı göstərir. Müşahidə olunan 

zolaqlar üçün aşağı temperaturlarda daralma, intensivliyin artması və daha kiçik dalğa 

uzunluqlarına yerdəyişmə xarakterikdir. Çox güman ki, müşahidə olunan lüminessensiya 

plimer zəncirin bərpa olunmasında rekombinasiya olunmuş şüalanmanı təsvir edir. 

Bununla da, müşahidə olunan lyuminessensiya zolağının darlığına əsasən, güman etmək 

olar ki, rekombinasiya olunan daşıyıcılar yaranan radikallarla bağlı deyil, amma ətraf 

qırılmalara qarşı mütəhərrikliyi saxlayır. 

Növbəti işdə çox komponentli plastmas sintilyatorlarda yaranan lüminessensiya 

spektrləri tədqiq olunub[23]. Belə kompozisiyslarda ionlaşdırıcı şüalanmanın enerji 

udulması, bilavasitə, yük mərkəzlərinin neytrallaşması və ya həyəcanlanmasından 


10 

yaranan həyəcanlanmış molekullu işığın buraxılması nəticəsində işıq şüalanmasına 

keçir. γ şüalanma ilə rekombinasiya olunmuş şüalanmanı polistirol və sintilyatorlarda 

77 K-də tədqiq etmişlər. Polimerləri elektronların molekullararası tələləri ilə zəbt 

olunmuş ( λ ≥ 940 nm ) udulma zolağına malik işıqla həyəcanlandırmışdılar. 

Lüminessensiyanın relaksasiya zamanı polimelərdə yüklərin fəza paylanması ilə bağlı 

olaraq 1.....2 san olmuşdur. Eksperimental olaraq göstərilmişdir ki, alçaq həyəcanlanma 

səviyyəsinə malik komponentlərin kation-radikalları ilə sərbəst elektronların qarşılıqlı 

təsiri nəticəsində rekombinasiya lüminessensiyası yaranır. 

Baxılan növbəti işdə homo- və sopolimerləri qarışdırılan N-karbozolun foto- və 

termolüminessensiyası öyrənilmişdir[40]. Göstərilmişdir ki, 15-325 K temperatur 

intervalında karbozolun konsentrasiyasından asılı olaraq termolüminessensiya spektri 

son dərəcə böyük dəyişikliyə uğramışdır. Müəlliflər lüminessensiya maksimumlarının 

dəyişməsini relaksasiya keçidləri ilə əlaqələndirmişdilər. 

1.2. Polimer yarımkeçirici nanokompozisiyalarda fotolüminessensiya 

Son dövrlərin polimer elminin ən maraqlı istiqamətlərindən biri polimer 

nanokompozisiyaların alınması ilə bağlıdır. Tədqiqatçıların fotolüminessensiya 

xassələrinə malik polimer nanokompozisiya materiallarına olan marağı isə danılmazdır. 

Yeni foto-, elektro-, termolüminessent polimer nanokompozisiyaların axtarışı və 

alınması enerji ötürülməsi, çox fazalı polimer sistemlərdə daşıyıcıların transportu kimi 

mexanizmlərin aşılanmasında böyük elmi – praktik məna kəsb edir. Bu və ya digər 

məsələlər onlar əsasında lüminessent ekranların, sensorların və daha yaxşı fiziki – 

mexaniki xassələrə malik, spektrin görünən oblastında geniş fosforessensiya intervalına 

malik digər qurğuların yaradılmasını aktuallaşdırır. Yeni fotoaktiv nanokompozitlərin 

alınması və işlənməsi bu materialların “struktur – texnologiya – xassə - tətbiq “ 

əlaqəsinin öyrənilməsi ilə bağlıdır. İki və daha çox fazadan ibarət nanokompozit 

materiallar xassə və quruluş modifikasiyası yolu ilə alınmış yeni aktiv elementlərin 

yaranmasının fiziki və kimyəvi əsaslarının işlənməsini tələb edir. Hazırkı dövrdə 


11 

yarımkeçiricilər, polimerlər və onlar əsasında alınmış kompozit materiallardan 

fotoelektrik, fotolüminessent ,fotoelektrik çeviricilər üçün fotoaktiv elementlərinin 

hazırlanmasının üç əsas istiqaməti mğvcuddur. Onlardan biri yarımkeçiricilərə müxtəlif 

nadir torpaq elementlərinin əlavəsi əsasında fotoçeviricilər yaradılması ilə bağlıdır. Belə 

materiallar bütün dünyada yaxşı öyrənilib və hal-hazırda yarımkeçirici əsaslı daha 

effektiv fotolüminessent materialların yaradılması ilə bağlı axtarışlar davam edir. İkinci 

istiqamət elektro -, fotolüminessent, fotoelektrik və digər xassələrə malik yeni polimer 

materialların sintezi ilə bağlıdır. Halbuki, polimer fotoaktiv materialların bir sıra 

çatışmamazlıqları vardır. Yəni bu materiallar termik stabil deyillər. Bundan başqa işığın 

təsiri ilə və ionlaşmış şüalanma nəticəsində fotodestruksiya baş verir. Məlumdur ki, 

polimerin dağılması onun həssaslığının zəifləməsinə səbəb ola bilər. Bütün bu 

sadalananlar və yeni imkanlar üçüncü istiqamətin yaranmasına gətirib çıxarır. Bu 

istiqamət yarımkeçirici fotolüminessent nanohisəciklər ilə disperqasiya olunmuş 

termoplastik polimer əsaslı aktiv elementlərin yaranması ilə bağlıdır. Üzvi və ya silikat 

matrisdə klsterlər halında yayılmış yarımkeçirici materiallar kiçik ölçülü sistemlər və 

qeyri – xətti optika fizikası və kimyasında böyük maraq kəsb edir. Belə materiallar 

həcmi materiallarla müqayisədə qeyri – adi optik, katalitik, maqnit və sensor xassələrinə 

malikdir [7]. Belə materiallar özlərində həm polimerin müsbət xüsusiyyətlərini ( 

möhkəmlik, istənilən konfiqurasiyalı elementlərin alınması imkanı və s. ) , həmçinin 

aktiv aşqarın xassələrini ( həssaslıq və s. ) özündə əks etdirir. Polimer matrisadakı 

komponentlər ayrıca foto -, elektro -, termolüminessent xassələrə malik ola bilər, ancaq 

kompozit materialın tərkibində isə yeni maraqlı xassələr özünü göstərəcək. 

Bu cür materialların xüsusiyyətləri həm individual nanoklasterlərin xassələri ilə, 

həm də onların bir – biri və matrisa ilə qarşılıqlı təsiri ilə təyin olunur. Nanoklasterlərin 

alınması məhlulda, şüşədə və polimerlərdə aparılır[48], [55] . 

Qeyd edək ki, variasiya metodu ilə ayrı – ayrı komponentlərin xassələrini bir sıra 

kompozisiya xassələri ilə variasiya etmək, həmçinin molekullararası keçid prosesini 

tədqiq etmək və polimer mühitdə elektronların həyəcanlanmasının miqrasiya enerjisini, 


12 

fazalararası qarşılıqlı təsirin aşqarın foto -, elektro -, termolüminessensiya xassələrinə 

təsirini öyrənmək olar. 

Nanokompozit materiallar matrisin tipinə görə ( üzvi,qeyri-üzvi ), emalına görə ( 

termoplast, termoset ), gücləndirici elementlərinin tipinə görə, onların orientasiyasına və 

kəsilməzliyinə görə fərqlənirlər. Nanokompozitin mexaniki xassələri quruluş və 

fazalararası sərhəddən asılıdır. Matris və lif – aşqar arasındakı fazalararası güclü 

qarşılıqlı təsir materialın möhkəmliyini təmin edir. Məlumdur ki, fotoyarımkeçiricinin 

atomları və polimerin ayrı – ayrı funksional qrupları arasında kimyəvi rabitənin 

yaranması möhkəmliyin yüksək adqeziyasına səbəb olduğu halda, van-der-vaals və 

elektostatik qüvvələrdən yaranmış qarşılıqlı təsir isə zəif adqeziyaya səbəb olur. 

Fotoaktiv yarımkeçirici və polimer cütlüyünün adqeziya möhkəmliyi fazalararası 

sərhəddə qarşılıqlı təsirin xarakteri ilə müşahidə olunur. Kiçik bir nanohissəciyin daxil 

edilməsi ilə polimerin strukturu dəyişikliyə uğrayır. Bu həmçinin aşqarın 

konsentrasiyasından asılıdır [36], [52] . 

1 nm ölçülü ultradispers və ya klaster şəklində olan aşqarlı polimer 

kompozisiyadan keçirici, fotohəssas, maqnit, katalitik və s. xassələri özündə cəmləyən 

polimer mühit kimi istifadə etmək çox əlverişlidir. Bu üsulun üstünlüyü ondan ibarətdir 

ki, polimer matrisada qarşılıqlı təsirdə olmayan alçaq konsentrasiyalı və qarşılıqlı təsirdə 

olan yüksək konsentrasiyalı sistemlər almaq olar. Nanokompozisiya materiallarında 

polimer matrisanın rolu xassələri atom, molekul və massiv materialların xassələrindən 

fərqli olan nanohissəcikləri stabilləşdirməkdən ibarət deyil. Matrisa onda yaranmış 

nanohissəcik ansamblının strukturunu ( nanohissəciklərin ölçülərinə görə paylanmasını, 

onlar arasındakı məsafəni, onların formasını, səpələnmə sırasını və s. ) və öz nüvbəsində 

nanokompozitin bütün xassələrini təyin edir [53], [50], [41] . Nanokomkozitin xassələri 

polimer matrisanın kimyəvi təbiəti, fazalararası sərhəd quruluşu, həmçinin polimer 

matrisa və nanohissəciklərarası qarşılıqlı təsir ilə təyin olunur. 

Yarımkeçirici nanoklaster strukturlarının optoelektronikada mümkün istifadəsinin 

əsas maneələrindən biri nanoklasterlərin alçaq effektli lüminessensiyaya malik 


13 

olmasıdır. Bu səth halının yüksək sıxlığı ilə bağlıdır. Kolloid üsulu ilə nanoklasterləri 

alarkən və tri – n – oktilfosfinoksiddə işləməyə uğratdıqdan sonra alçaq sıxlıqlı səth halı 

almaq mümkün olmuşdur və həmin nümunə lüminessensiyanın yüksək kvant çıxışına 

malik olmuşdur. Kolloid sintezdə istifadə olunan digər qrup zəiflədici maddələr amin və 

amian kimi azotlu maddələrdir [39], [46]. 

Növbəti [17] CdS nanokompoziti Lemqmur-Blodjet matris plyonkasında tədqiq 

olunub. Alınmış nəticələr təsdiq edib ki, həqiqətən də begenat kadmium plyonkasının 

qaz halında olan hidrogen sulfidlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində Lemqmur-Blodjet 

plyonkasında CdS nanoklasterləri formalaşır. Matrisdə nanoklasterlərin 

fotolüminessensiya spektri 2,4 eV maksimuma malik uzun zolaqdan ibarət olur. Matrisin 

çıxarılması ilə alınmış nümunənin fotolüminessensiya spektri isə 2,4 və 2,0 eV 

maksimumlarına malik yüksək enerjili zolaqlardan ibarət olur. Güman edilir ki, yüksək 

enerjili zolaq nanoklasterdəki eksitonların rekombinasiyası ilə əlaqədardır. 2,4 2,0 eV 

maksimumlu zolaqlar isə matrisin həcmindəki nanoklaster-matris sərhədindəki 

defektlərin səviyyəsi ilə bağlıdır. 

Baxılan işdə Lenqmur-Blodjet plyonka matrisinda CdS nanoklasterlərinin optik 

xassələri tədqiq olunub [15]. Daha sonra isə vakuumda və amiak atmosferində yanma 

metodu ilə matrisin yox edilməsindən sonra CdS nanoklasterinin optik xassələri 

öyrənilib. Bişirilmədən sonra nümunənin fotolüminessesiya spektrində 2,9 və 2,7 eV 

maksimumlara malik şüalanma zolağı yaranır. Səth halının şüalanma zolağı isə uyğun 

olaraq 1,9 və 2,1 eV olur. Müəyyən olunmuşdur ki, nanoklasterlərin fotolüminessensiya 

intensivliyi artır , səth halı ilə bağlı olan fotolüminessensiya intensivliyi isə azalır. 

Müəyyən edilib ki, nanoklasterlərin fotolüminessensiya intensivliklərinin artması 

və fotolüminessensiya maksimumunun temperatur asılığının qadağan olunmuş zona 

eninin temperatur asılığından fərqliliyi və kompozit materialın udulma əmsalını 

nanohissəciklərin konsentrasiyasından asılıdır. CdS əsaslı polietilen matrisasının 

lüminessensiya spektri tədqiq olunmuşdur. Matrisada CdS nanohissəciyinin 

konsentrasiyasının artması ilə kompozit materialın udulma əmsalı artmışdır. Bu zaman 


14 

nanokompozitin qadağan olunmuş zonasının eni azalmışdır. Qadağan olunmuş zonanın 

dəyişməsi bir neçə faktorlarla izah oluna bilər: 

1) Nanohissəciklərin orta ölçülərinin artması və bununla bağlı onların zona 

quruluşunun dəyişməsi. 

2) Hissəciklərin konsentrasiyasının artmasının onlar arasındakı orta məsafənin 

azalmasına səbəb olması. 

Lüminessensiya spektrləri 430-650 nm dalğa uzunluğunda tədqiq olunub. 

Lüminessensiya spektrlərinin ölçülməsində lüminessensiya zolağının matrisadakı 

nanohissəciklərin konsentrasiyasından asılı olaraq sürüşməsi müşahidə olunur. 

Polietilinin iştirakı olmadan tiomoçevin və kadmiun asetat qarışığının termik 

olaraq tərkib hissələrinə ayrılması yolu ilə alınmış mikroölçülü CdS tozu üçün 

lüminessensiya müşahidə olunmur. Matrisada nanohissəciyin konsentrasiyasını 5-10 küt. 

% artırdıqda lüminessensiya intensivliyi artır,lakin konsentrasiyanı 20 küt.% artırdıqda 

azalma müşahidə olunur ki, bu isə lüminessensiyanın spektral tərkibinin dəyişməsi və 

həmçinin lüminessensiyanın udulması ilə bağlıdır. 

Baxılan işdə dünyada ilk dəfə olaraq nanokristal və polimer komponent 

konsentrasiyası ilə müqayisədə , məs, 25/75 küt. % , optik nanokompozit materialın 

işlənməsi tədqiq olunub [8]. Belə materialı polimer adlandırmaq olmaz. Bu material 

hibrid nanomaterial adlanır. Nanostrukturlaşma üsulu polimer və kristal maddələrin 

xassələrinin kombinə edilməsinə imkan verir. Faktiki olaraq, nanokompozit dedikdə, 

polimer matrisada bərabər paylanmış qeyri – üzvi maddə nanokristallarından ibarət 

kondensə olunmuş mühit başa düşülür. Nanokristallar kiçik ölçülərə ( 50 nm-ə qədər ) 

malikdir, belə ki, onlar polimerdə bərabər paylandığı zaman düşən işıq şüasını təhrif 

etmir və matrisada işığın səpilməsi minimal olur. Kiçik nanokristalların kifayət qədər 

yüksək konsentrasiyası nəticəsində nanokompozit özünü zəif işıqlanma zamanı dəyişik 

sınma göstəricisinə malik kvazihomogen obyekt kimi aparır. Kiçik ölçülü 

nanohissəciklər polimer nanokompozitə optik mühit kimi baxmağa imkan verir və bu 

zaman ona bircins mühit kimi optik parametrləri (sınma və udulma göstəriciləri ) daxil 


15 

etmək olar. Qeyri-üzvi kristalların akril kompozisiyasına daxil etmək metodu ilə sintez 

olunmuş ZnO və SiO 2 optik nanokompozitləri tədqiq olunmuşdur. 

Nanohissəciklərin öyrənilməsi nanokristalların kolloid məhlulunda udulma 

spektrindəki eksiton zolağının yerdəyişməsinə səbəb olmuşdur. Tərkibində müxtəlif 

forma və zəncir uzunluğuna malik aromatik karbon turşusu kimi maddə təbəqələri ilə 

əhatə olunmuş CdS nanokristallarından ibarət səkkiz nanohissəcik sintez olunmuşdur. 

ZnS nanohissəcikləri əsasında polimer nanokompozitin alınmasının 2 metodu 

işlənmişdir. 

Polimer nanokompozitlərin məlum alınma üsullarından biri də nanokristallı 

polimer məhlulların sulanması və qurudulmasıdır ki, bu metodun da çatışmayan 

cəhətləri vardır. Bu nanokristalların yüksək konsentrasiyasında optik şəffaf bərk 

nanokompozit laylarının alınmamasıdır. Əgər qurudulma zamanı polimer məhlulu 

nanokristalların koaqulyasiyası başladıqdan sonra gel halına keçirsə, bu zaman gelin 

əmələ gəlməsi nanokristalların məhlulda qeyri-bərabər paylanmasına səbəb olur və bərk 

nanokompozit layı dağınıq halda alınır. 

İşlənmiş metod ona əsaslanıb ki, hidrofob təbəqə ilə örtülmüş nanohissəcikləri və 

hidrofob polimeri tərkibində saxlayan kolloid məhlulda polimer nanohissəciklərin 

səthinə koaquliasiya edir. Su ilə çökmə nəticəsində nanokompozitin yaranması baş verir. 

Daha sonra nümunə qalıq sudan qurudulur və 120 °C temperaturda yayma dəzgahında 

hamarlama ilə şəffaf plyonka alınır. Bununla belə, verilən polimer matrisa üçün fərdi 

üzvi təbəqəli material seçimi zəruridir. Bu polimerin təbəqəyə oxşamasını təmin edir. 

Baxılan işdə etilen matrisasında CuO və CdS nanohissəciyi əsasında polimer 

nanokompozit tədqiq olunmuşdur [16], [17], [18] . 

Polietilen ərinti məhlulunda üzvi turşu duzlarının və metallı birləşmələrinin 

yüksək sürətli termik ayırma metodu ilə tərkibində nano ölçülü aşqar və ya Cu 

nanohissəciyi olan polietilen əsaslı nümunə alınmışdır. Aşqarın alınması üçün aşağıdakı 

sxem üzrə işlər aparılmışdır. 


Cd( 

CH COO) 

[ kompleks] 

( CH COO) 

3 

( CH COO) 

3 

3 

× 2H 

O + N H CS → 

→ CdS + CO + NH 

2 

2 

2 

2 

Cu → Cu O + CO 

2 

Cu → Cu + 2CO 

+ H 

2 

3 

2 

4 

+ 2CO 

+ H 

2 

[ kompleks] 

+ 2CH 

2 

2 

O 

O 

+ 2H 

2 

O 

16 

Sintez olunmuş kompozitlərin lüminessensiya xassələri öyrənilmişdir. ədqiq 

olunan işdə CdS nanohissəciyi üçün otaq temperaturunda eksiton zolağını fiksə etmək 

mümkün olmuşdur. Qeyd edək ki, bu zolağın maksimumu 475 nm-ə uyğundur ki, bu da 

hissəciyin ölçüsündən və onun matrisada konsentrasiyasından asılı olmayaraq 2,61 eV 

qadağan olunmuş zona eninə uyğundur. 

Optik stabil CdS nanohissəcikləri 4-cü nəsil PAMAM dendrimerində sintez 

olunub [45]. Nümunənin ultrabənövşəyi və lüminessensiya spektrləri göstərmişdir ki, 

dendremer optoelektron xassələri massiv CdS materialından fərqlənən nanohissəcikləri 

stabilləşdirir. Dendremer temperaturdan və nanohissəciyin konsentrasiyasından asılı 

olaraq aqreqasiyaya meyillənməsinə baxmayaraq, CdS nanohissəciyi öz 

xarasteristikasını dəyişmir. Əgər məhlulu -10°C temperaturda saxlasalar və dendremeri 

bir neçə ay ərzində aqreqasiyaya uğratmasalar məhlul hələ də lyuminessensiyaya malik 

olacaq. 

Tədqiq olunan işdə müəlliflər PEİ-dən polimer stablizator kimi istifadə edərək 

uyğun nanokompozit almışlar [43]. Bu zaman lüminessensiyanın kvant çıxışı aşağı 

enmişdir. Müəlliflər güman edir ki, azot atomlarının yüksək lokal konsentrasiyası kiçik 

defektsiz nanohissəciyin formalaşmasına təsir edən əsas faktordur. 

Bu işdə CdS nanohissəcikli və PAMAM dendrimerli nanokompozitlər XANES 

metodu ilə tədqiq edilmişdir [49]. Nanohossəciyin quruluşu tədqiq olunmuşdur: CdS-in 

quruluşunda sulfat müşahidə olunmuş və oksidlərin yerləşməsi müəyyən olunmuşdur. 

Rentgen şüaları ilə həyəcamlanmış optik lüminessensiya metodu və XANES metodu 

vasitəsilə CdS nanohissəciyinin strukturu və optik xassələri arasında korrelyasiya 

müəyyən edilmişdir. 


17 

Digər bir işdə isə [54] CdTe nanohissəciklərinin nazik plyonkaya yeridilməsindən 

alınmış kompozitlər tədqiq olunub [54] . CdTe nanohissəcikləri aktiv qruplara malik 

polietilienqlikol (PEQ) ilə stabilləşdirilmişdir. Nanohissəciklərin çox laylı kompozitə 

daxil olunması (PEQ) stabilizatoru ilə kimyəvi əlaqəsi hesabına mümkün olmuşdur. 

Nanohissəciklər ilə tərkibində ikiqat rabitə olan polimerin qarşılıqlı təsiri optik 

xassələrin dəyişməsində biruzə verən əlaqə (ikiqat rabitə) keçidini təmin etmişdir. Bu 

zaman CdTe nanohossəciklərinin şüalanması ilə şərtlənən lüminessensiya spektrlərində 

600 nm dalğa uzunluğunda yeni pik müşahidə olunmuşdur. 600 nm dalğa uzunluğunda 

qeyd edilmiş CdTe-PEQ-PFE həyəcanlanma spektrində çoxsaylı kompozitin udulma 

zolağına uyğun gələn 400 nm dalğa uzunluğunda yeni zolaq əmələ gəlmişdir. Bu 

nanohissəciklər və PFE arasındakı enerji köçürülməsini sübut edir. Kompozitin 

strukturundakı bir sıra parametrlərin ( məsələn, PEQ-in uzunluğun) variasiyası optik 

xassələrin dəyişilməsinə imkan verir. Güman edilir ki, bu cür sistemlərin istifadəsi ilə 

optik qurğular düzəltmək olar. 

Nanokompozit materiallarının alınmasının müxtəlif yolları mövcuddur [26],[33] 

[34],[30]. Baxılan işdə [31] yarımkeçirici-polimer nanokompozitinin alınması üçün 

metal buxarının və aktiv parasiklofonun qaz fazadan birgə çökdürülməsi metodundan 

istifadə edilmişdir [24], [47] .Bu üsulla nanokompozitin alınması çox effektivdir və bir 

çox üstünlükləri var: nazik plyonkanın alınması, müxtəlif maddə hissəciklərindən ibarət 

olması, nanokompozitin yüksək təmizliyi, həmçinin müxtəlif komponentlərin asanlıqla 

variasiya etmə imkanı var. 

Göstərilib ki, QPP metodu ilə sintez olunmuş metal, yarımkeçirici və poli – 

ksililen əsaslı nanokompozitlər həqiqətən fotofiziki, maqnit, katalitik və sensor xassələrə 

malikdir [13], [10], [19], [35]. 

Baxılan növbəti işdə polmer nanokompozitlərdə qeyri-üzvi əlavə kimi çox da 

böyük olmayan qadağan olunmuş zonaya (0,41 eV) malik olan və bu baxımdan elmi və 

praktiki nöqteyi nəzərdən böyük maraq kəsb edən PbS-dən istifadə olunmuşdur. 

Nanohissəciklərin ölçüsünü dəyişməklə qadağan olunmuş zonanın enini idarə etmək 


18 

olar. Bu xassəsinə görə PbS-dən elektron-optik cihazlarda,məs, diod lazerlərində, termo 

və fotovoltlu qurğularda [44] istifadə edilir. Tərkibinin 4,7 %-i PbS olan nanokompozit 

fotoeffektə malik olur. Udulma spektrindən təyin olunmuş qadağan olunmuş zonanın 

qiyməti 1,58 eV-dur. PbS nanohissəciyinin ölçüsü isə 4 nm olmuşdur. 

Baxılan növbəti işdə qeyri-üzvi yarımkeçirici tərkibli polimer sistem-CdS 

nanohissəcikli poliamin plyonkası tədqiq olunmuşdur [38]. Belə sistemlərdə elektrik 

gərginlik impulsunun verilməsi ilə intensiv elektrolüminessensiya spektrin bütün 

görünən diapazonunda müşahidə edilir. Aqreqatlı polimer nanokompozitlərdən fərqli 

olaraq qeyri-üzvi nanohissəcikli poliamində bir neçə gərginlik impulsunun 

verilməsindən sonra işıq siqnalları azalır. 

Bu işdə tərkibinin 50-60 faizini Cu və Cd təşkil edən plyonka nanokompozitlər 

tədqiq olunmuşdur [11]. Bu nümunələr PAK-PVS polimer matrisinə in sity üsulu ilə Cu 

və Cd hissəciklərinin əlavə edilməsi ilə alınmışdır. Bu cür kompozitlərin struktur və 

yaranma mexanizmi müqayisəli tədqiq olunmuşdur. Güman edilir ki, CdS nanohissəciyi 

kondensasiya mexanizmi ilə formalaşır, yəni mərkəzlərin yaranması ilə CuS 

nanofazasının formalaşma mexanizmi isə, böyük ehtimalla, Cu-un kompleksində 

yerləşən S “manomer vahidlərinin” assosiasiyası və yaranması ilə bağlıdır. Cd və Cudan 

ibarət sulfid nanokompozisiyalarının əsas fərqi kiçik polikristallik CdS 

nanohissəciklərinin çox da böyük olmayan doldurulmalardan ( ≤ 25-30%) alınmasıdır. 


II FƏSİL.FOTOLÜMİNESSENT NANOKOMPOZİTLƏRİN ALINMA 

19 

TEXNOLOGİYASI VƏ TƏDQİQİ ÜSULLARI 

2.1. Komponentlərin seçilməsi 

Fotolüminessent komponentlərin yaranma prosesi 4 etapdan ibarətdir: başlanğıc 

komponentlərin seçilməsi və hazırlanması, elektrik boşalması ilə komponentlərin 

işlənməsi, komponentlərin qarışdırılması və nanokompozit materialın alınması. 

Polimer matrisə qoyulan tələblər bunlardır: asan emal olunma qabiliyyəti, yüksək 

plastiklik və mexaniki möhkəmlik, gücləndirilmiş dielektrik keçicilik, elektrik 

möhkəmliyi, zəif daxili gərginlik və presləmədən sonra struktur relaksasiyası. Polimerin 

şüşələşmə temperaturu (T ş ) yüksək olmalıdır ki, kompozitin axıcılığı, parametrlərin 

dəyişməzliyi və təkrar istehsalı, temperatur intervalı ilə təyin olunan relaksasiya 

xassələrinin stabilliyini təmin olunsun. Polimerin istilik, elektrik və fiziki-mexaniki 

xasələrinin analizi göstərdi ki, yuxarıda sadalanan tələblər bizim istifadə etdiyimiz 

polimer matrisinin əsas xarakteristikasıdır. 

Polimer matrisin seçilməsi aktiv polimer kompozitin tətbiq oblastından asılıdır. 

Məsələn, fotoelektret kompozitin yaradılması üçün polimerdə yükdaşıyıcılar üçün dərin 

zəbt mərkəzlərinin və yüksək ρ V -nin olması vacib şərtlərdəndir. Bundan əlavə cədvəl1- 

də göstərilən termoplastik polimerlərin istehsalı artıq sənayedə yaxşı mənimsənilib. Bu 

da iqtisadi nöqteyi nəzərdən müxtəlif təyinatlı kompozit fotoelektrik çeviricilərin 

işlənməsində mühim faktorlardandır. Qeyd edək ki, seçilən polimerlər bir-birindən öz 

fiziki-mexaniki, elektrik, istilik, dielektrik xassələri və quruluşları ilə fərqlənirlər. 

Polipropilen qeyri-polyar, alçaq ε-yə, yüksək ρ V -yə malik, polivinildenftorid isə polyar, 

yüksək ε-yə, alçaq ρ V -yə malik polimerdir. Aktiv aşqar kimi isə müxtəlif spektral 

xassələrə malik yarımkeçirici fotolüminofor olan CdS-dən istifadə olunmuşdur. 

Qeyd edək ki, CdS lyuminofor xassəyə malik kristallik maddədir, suda praktik 

olaraq həll olmur. Sıxlığı-4,8 q/sm 3 , ərimə temperaturu 1750 °C-dir. 


20 

Polimerin 

adı və şifri 

Polipropilen 

PP 

Kimyəvi 

zəncirin 

quruluşu 

− CH 

2 

− CH 

↓ 

CH 

3 

− 

r V , 

Om×m 

10 14 - 

e 

Е р 

kV/s 

m 

s, 

MPa 

Yunq 

modulu 

U,M Pa 

tg d Т ş , 

К 

Тpr, 

К 

r, 

q/sm 3 

10 15 0,93 

2,3 330 4·10 -4 203 463 0,92- 

Polivinilide 

nftorid 

- СН 2 – СF 2 - 2×10 14 13 40 

2,2 - 

1400 0,017 233 473 1,76 

PVDF 

0 

2,8 

Seçilən materiallara olan maraq polimer-yarımkeçirici-fotoaşqar kompozit 

sisteminin aktiv xassələrinin formalaşmasında yarımkeçirici fotolüminessent aşqar kimi 

iştirak edən CdS-in lüminofor olması və yaxşı lüminessent xassəli kompozitlərin 

işlənməyə məruz olunması üçün optimal tərkibə malik olması ilə bağlıdır. 

2.2.Nanokompozitlərin hazırlanması 

Matris kimi ölçüsü 0,5-1,0 mkm olan PP və PVDF tozlarından istifadə olunur. 

Keçirici metalların ionlarına qarşı aktivliyi artırmaq üçün ( xüsusi ilə Cd 2+ ionlarına 

qarşı ) polimer müxtəlif zaman müddətində (30 dəqiqə, 1 saat, 3 saat) havada elektrik 

boşalmasında işlənilir. Qeyd edək ki, işlənmiş tozlardan alınmış nanokompozitlərin 

fərqini görmək üçün elektrik boşalmasına uğradılmamış tozdan da nümunələr alınmışdır. 

Tozun işlənməsini səthinə yerlə birləşdirilmiş elektrod quraşdırılan, diametri 15 mm, 

divarının qalınlığı 1 mm olan kvars sınaq şüşəsindən ibarət qurğuda (şəkil2.1) həyata 

keçirirlər. Diametri 2 mm olan yüksək gərginlikli ikinci elektrod (3) ftoroplast tıxac 

vasitəsi ilə (4) sınaq şüşəsinə ötürülür. Sınaq şüşəsinin daxili səthi ilə elektrod arasındakı 

boşluğu diametri 50 mkm olan polimer tozu ilə doldururlar. Elektrik boşalması tozla 

doldurulmuş yüksək gərginlikli elektrod- hava boşluğu sistemində yaranır. Tozla 


21 

doldurulmuş aralığın həcmi kvars şüşənin həcmindən kiçikdir. Buna görə də 50 Hs 

tezlikli tətbiq olunan yüksək gərginlik praktiki olaraq aralığa düşür. İşlənmə zamanı 

polimer layının qalınlığı heç bir rol oynamır. Belə ki, işlənmə intensivliyi polimer 

layının qalınlığı ilə deyil, elektrik sahəsinin (1,0-2,5) E s gərginliyi ilə təyin olunur. 

Şək.2.1.Nümunəni elektrik boşalmasında işlətmək üçün qurğu. 

Polimer+CdS nanokompozitini öncədən analitik tərəzidə çəkilmiş PP və PVDF 

tozlarından almışlar. Tozu uzun boğazlı kolbaya tökərək 30 dəqiqə ərzində maqnit 

qatışdırıcıda 50 ml CdCl 2 məhlulunda qatışdırmışdılar. Sonra toz filtr kağızından 


22 

süzülərək zəif bağlanmış Cd 2+ ionlarını kənar etmək üçün su ilə yuyulmuşdur. Süzülmüş 

toz sutkalar ərzində termostatda qurudulmuşdur. Daha sonra qurudulmuş tozu eyni 

qayda ilə 50 ml Na 2 S məhlulda hazır şəklə salınmış, süzülmüş və termostatda 

qurudulmuşdur. Daha sonra bu prosesi eyni metodla CdCl 2 və Na 2 S məhlullarının 

konsentrasiyasını dəyişməklə tozlar almışlar. PP+CdS və PVDF+CdS nanokompozit 

tozları 0,1M; 0,5M və 1M (mol/l) konsentrasiyalı məhlullarda alınmışdır. 

İsti presləmə metodu ilə PP vəPVDF tozlarının ərimə temperaturunda PP+CdS və 

PVDF+CdS nanokompozitlərinin plyonka nümunələrini alınmışdır. Bu metodla 

polimerin ərimə temperaturundan aşağı temperaturlarda işləmək olar ki, bu da 

nümunənin termik zədələnmə ehtimalının zədələnməsinə səbəb olar. İsti presləmə 

prosesi 3 əsas texnoloji parametrlərlə xarakterizə olunur: təzyiq, temperatur və ərimə 

halında saxlama müddəti ilə. Bu parametrləri variasiya edərək müxtəlif fiziki-mexaniki 

və lüminessensiya xassələrinə malik nümunələr alınmışdır. İsti presləmə yolu ilə 

plyonkaların alınması üçün pres qurğusundan istifadə olunmuşdur. 

Poladla cilalanmış iki lövhə aralarındakı polimer nümunəni qızdırır və daha sonra 

isə sıxır. Qeyd edək ki, presləmə temperaturunu seçərkən polimer matrisinin ərimə 

temperaturunu, axıcılığı nəzərə alınır. Nümunələr 3-5 dəqiqə, böyük təzyiq altında, 

tozların ərimə temperaturunda presdə saxlanılır və daha sonra isə elə həmin 

temperaturda təzyiqi tədricən 15 MPa-a qaldırılır və bu halda nümunə 8-10 dəqiqə 

ərzində presdə saxlanılır. Daha sonra isə təzyiqi azaldaraq alınmış plyonka nümunəni 

cəld suda soyudurlar. Qeyd edək ki, müxtəlif əsaslı polimer kompozitlərin müxtəlif 

presləmə rejimləri vardır. Kompozitlərin presləmə temperaturu əsasən polimerin 

matrisada istifadə olunan işləmə temperaturu ilə təyin olunur. 


2.3. Fotolüminessent nanokompozitlərin atom-qüvvə mikroskopunda (AQM) 

23 

tədqiqi 

Bərk cisimlərin səthlərinin tədqiqi müasir fizikanın vacib məsələlərindən biridir. 

Buna zərurət yarımkeçirici cihazların submikron səviyyədə müasir texnologiya ilə 

hazırlanmasına keçidlə bağlı əmələ gəlmişdir. 

Səth və səthdə baş verən hadisələr fundamental fizika baxımından maraq doğurur. 

Belə ki, atomun strukturu, qəfəs təbəqələrinin yerləşməsi və xüsusiyyətləri səthə yaxın 

yerdə, həcmdə yerləşməsindən tamamilə fərqlənir. 

Səthin tədqiqinin ənənəvi üsulları, yəni rentgen və ya ion difraksiyası, zəif sürətli 

ionların difraksiyası, elektron spektroskopiyası atomların nümunənin səthi üzrə 

yerləşməsinin təqribi (ortalanmış) təsvirini verməyə imkan verir, ancaq bu atom 

strukturunu adi göz vasitəsilə görməyə imkan vermir. Bütün bu metodlar yalnız vakuum 

şəraitində işləyir, nanometr ölçüdə detalları ayırd etməyə imkan verir, ancaq bu zaman 

yüksək enerjili zərrəciklər seli nümunəni zədələyə bilər. Bundan əlavə, bu üsullar 

səthdəki kələ-kötürlər haqqında bilavasitə məlumat almağa imkan vermir. 1986-cı ildə 

Herd Binninq, Kelvin Kueyt və Kristofer Gerb tərəfindən atom-qüvvə mikroskopunun 

(AQM) yaradılması ilə bu problemləri aradan qaldırıldı. 

AQM-in köməyi ilə nəinki, keçirici materialların səthinin relyefini, eyni zamanda 

dielektrik materialların səthlərinin relyefinin öyrənilməsi mümkündür. 

AQM-in iş prinsipi maddələrin atomları arasında qarşılıqlı təsir qüvvələrinə 

əsaslanır. Analoji qüvvələr ixtiyari yaxınlaşan cisimlər arasında da baş verir. Atomqüvvə 

mikroskopunda belə cisimlər olaraq tədqiq edilən səth və bu səth üzərində 

sürüşən iti uclu zond hesab olunur. Belə zondların işçi hissəsi 10 nm ölçüdə olur. 

Mikroskopun zond və nümunə arasındakı məsafə 0,1-10 nm intervalında olur. 

Biz aldığımız nanokompozilərin səthini NanoEducator-(NT-MDT, СЗМУ-Л5) 

tədris mikroskopu vasitəsilə tədqiq etmişik. 


24 

AQM-də tətbiq olunan başqa əsas prinsip skanedici prinsipdir, yəni tədqiq olunan 

obyekt haqqındakı alınmış məlumat diskret xarakterlidir (nöqtədən nöqtəyə, xətdən xəttə 

kimi). Zond yerini dəyişərək hər bir nöqtədə səth haqqında məlumatı skan edərək 

oxuyur. 

NanoEducator atom-qüvvə mikroskopunda iynə-zond tərpənməz olaraq bərkidilir. 

Nümunə iynəyə nəzərən üç fəza koordinantı istiqamətində (şəkil2.2) hərəkət edə bilər: 

nümunə səthində X, Y oxu istiqamətində və nümunə səthinə perpendikulyar Z oxu 

istiqamətində 

Şək.2.2.Zondun nümunə üzərində hərəkət istiqaməti. 

Cihaz işlərkən nümunə X, Y istiqamətində elə hərəkət edir ki, iynənin ucu 

nümunənin bütün səthində ∆ addımı ilə gəzir. Bu proses skanetmə adlanır. 

Zond nümunə səthinə yaxınlaşarkən o əvvəlcə cəzb olunur. Bu ən çox uzaqdan təsir 

qüvvələri - Van-der-Vaals qüvvələri-nin hesabına baş verir. Van-der-Vaals qüvvələri 

neytral izotrop atomun elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində polyarlaşması hesabına 


25 

yaranır. İki neytral atom bir-birindən yaxın məsafədə olanda bir-birinə kiçik elektrik 

dipol momenti induksiya edirlər. Yəni qonşu atomların elektron örtüyündə elektronların 

hərəkəti radikal dəyişikliklərə məruz qalmır, yalnız zəif həyəcanlanma baş verir. Belə ki, 

əks işarəli yüklər bir-birinə yaxınlaşarkən cəzbetmə uzaqdakı eyni işarəli yüklərin 

itələməsindən güclü olur və nəticədə atomların bir-birinə cəzb olunması baş verir. 

Cəzbetmə qüvvələri eyni zamanda elektrostatik qüvvələrin hesabına yarana bilər. 

Məsafənin daha da kiçilməsi, itələmə qüvvələrinin yaranmasına səbəb olur. Zond 

və nümunə arasında məsafə atomlar arası məsafənin orta qiymətindən kiçik olduqda, 

yaxın atomların elektron örtüklərinin bir-birini örtməsi baş verir. Nəticədə birinci 

atomun elektronu ikincinin vəziyyətini tutmağa çalışır. Pauli prinsipinə görə elektronlar 

daha yüksək enerji səviyyələrin tutmalıdırlar. Qarşılıqlı təsir edən atomların enerjilərinin 

artması, onlar arasında itələmə qüvvələrinin yaranmasına səbəb olur. Atomların daha da 

yaxınlaşması nüvələrarası Kulon itələmə qüvvəsinin əsas rol oynamasına səbəb olur. 

Ümumi halda, atomlararası F qarşılıqlı təsir qüvvəsinin onlar arasındakı R məsafəsindən 

asılılığı 

a 

F ( R)= 

+ 

R 

b 

m R n 

kimidir. 

Burada a, b sabitləri və m və n - qüvvət göstəriciləri atomların və kimyəvi 

rabitələrin növündən asılıdır. Van-der-Vaals cazibə qüvvələri üçün m=7, Kulon 

qüvvələri üçün n≈2 seçilir. 

Zondla nümunə arasında qüvvənin işarəsindən asılı olaraq, atom-qüvvə 

mikroskopu ilə skanetmənin aparılmasının müxtəlif rejimləri-kontakt, kontaktsız və 

toxunan kontakt-yarımkontakt rejimləri vardır. Kontakt üsulunun istifadə olunması 

zondun səthə toxunmasını və itələmə qüvvələrinin təsir oblastında olmasını nəzərdə 

tutur. Kontaktsız üsul zamanı zond səthdən aralı olur və uzaqdan təsir cəzbetmə 

qüvvələrin oblastında yerləşir. Yarımkontakt rejimdə zond səthə qismən toxunur, növbə 

ilə həm cəzbetmə oblastında, həm də itələmə oblastında olur. 


26 

Şəkil 2.3-də zond və nümunə arasında qarşılıqlı təsir kəmiyyətlərini sabit saxlamaqla 

zondun nümunəyə nəzərən (əyri 2) və nümunənin zonda nəzərən(əyri 1) hərəkət 

trayektoriyası göstərilmişdir. Əgər zond çuxur və ya hər hansı səth hissəsində olarkən 

qarşılıqlı təsir zəifdirsə onda nümunə yuxarıya qaldırlır, əks halda nümunə aşağı salınır. 

Şək.2.3. Zondun nümunəyə nəzərən hərəkət trayektoriyası. 

Nano-Eductor ölçən başlıqdan, elektron blokdan, birləşdirici kabellərdən, idarəedici 

kompüterdən ibarətdir. Kompüterlə əlaqəsi olan videokamera ayrıca qurğu kimi 

göstərilmişdir. Qarşılıqlı təsir çeviricisindən siqnal alınan kimi əvvəlcə çevrildikdən 

sonra gücləndiricidən SZM kontrollerə daxil olur. Elektron blokdan daxil olan idarəedici 

siqnal ölçən başlığa daxil olur. Kontroller əlaqəsi ilə kompüterlə elektron blokun idarə 

olunması həyata keçirilir. 

Şəkil2.4-də ölçən başlığın konstruksiyası verilmişdir. 1- bünövrəsi əsasında 

skanedici, 7-altlıq və 6-zond, 2-addım mühərriki ilə nümunənin zonda yaxınlaşma 

mexanizmi yerləşdi-rilib. NanoEducator tədris cihazında nümunə skanedicəyə bərkidilir 

və hərəkət etməyən zonda nəzərən nümunə səthinin skanedilməsi yerinə yetirilir. 4 

qarşılıqlı təsir çeviricisinə bərkidilmiş 6 zondun yaxınlaşmasını 5 əl ilə gətirmə vintinin 


köməyi ilə etmək olar. 6-vintinin köməyi ilə nümunə üzərində tədqiqat üçün qabaqcadan 

yeri seçmək olar. 

27 

Şək.2.4. Nanoeducatorun konstruksiyası. 1 - bünövrə; 2 - gətirmə mexanizmi; 3 - 

əl ilə gətirmə vinti; 4 - qarşılıqlı təsir çevrici; 5 - çeviricini nizamlayan vint; 6 - zond; 7 - 

altlıq; 8 - skanedici; 9, 10 - nümunə ilə birlikdə skanedicinin yerini dəyişdirən vint 

Ümumiyyətlə, AQM-də nanokompozitləri skan edərkən biz nümunə haqqında 

aşağıdakı informasiyaları əldə etmiş oluruq: 

• Nanokompozit naterialın səthinin 2D və 3D görüntüsü 

• Nanokompozit materialda nanohissəciklərin Furye paylanmasını 

• Nanohissəciklərin ölçülərini 

• Nümunə səthinin orta kvadratik qiymətini (histoqram) 


2.4.Fotolüminessent nanokompozitlərin spektroflüorimetrdə tədqiqi 

28 

Maddənin tərkibinin analiz üsullarından biri də onların lüminessensiya 

spektrlərini tədqiq etməklə quruluşları haqqında məlumat əldə etməkdir. Lüminessent 

analiz öz dəqiqliyinə görə digər spektroskopiya üsullarından fərqlənir. Maddə 

tərkibində çox kiçik miqdarda 10 -8 -10 -9 q tərkibində başqa qatışıqlar olduqda 

lüminessent analiz vasitəsilə onları müəyyən etmək olur. Məlumdur ki, maddəni təşkil 

edən atom və molekullar xarici amillərin təsiri ilə həyəcanlanmış haldan stasioanar 

hala keçdikdə onlar enerjilərini istilik formasında və ya işıq kvantları halında itirirlər. 

Bu hadisə lüminessensiya adlanır. İşıq şüasının təsiri ilə maddənin özündən hν 

kvantının buraxması hadisəsi fotolüminessensiya adlanır. Lüminessensiya spektrlərinin 

tədqiqi maddələrin quruluşlarının və relaksasiya keçidlərinin tədqiq olunmasında 

böyük əhəmiyyət kəsb edir. Məlumdur ki, nanohissəciklərin lüminessent analiz 

vasitəsilə tədqiq olunması nanoquruluşların homogenliyi, ölçüləri haqqında geniş 

məlumat verir. Aşağıdakı şəkildə lüminesensiyanı tədqiq etmək üçün qurğunun 

prinsipial sxemi göstərilmişdir. 

Şək.2.5.Lüminessensiyanı ölçmək üçün qurğunun sxemi: 


29 

1-mənbə; 2-linza; 3- həyəcanlanma monoxromatoru; 4 - tədqiq olunan nümunə 

küveytdə; 5-buraxılan şüa monoxromatoru; 6-fotogücləndirici; 7- qeyd edən 

qurğu. 

Biz fotolüminessensiya xassələrini Varian firmasının istehsalı olan Cary Eclipse 

spektroflüorimetrində (şəkil2.6) tədqiq etmişik. 

Şək.2.6. Cary Eclipse spektroflüorimetri. 

Cary Eclipse flüoressensiya, fosforessensiya, xemi- və biolüminessensiya 

rejimlərində işləməyə imkan verən və kinetik prosseslərin ölçülməsi üçün vacib olan 

cihazdır. Cihazda işıqlandırıcı mənbə kimi ksenon lampasından istifadə olunub. Yüksək 

skan sürəti 3 saniyəyə tam spektr almağa imkan verir. 


Optik diapazon 

• Həyəcanlanma:200-900 nm 

• Şüalanma:200-900 nm 

• Yarıqların spektral eni 1,5;2,5;5;10 və 20 nm 

• Skanetmənin maksimal sürəti 2400 nm/dəq 

• Kinetik verilənlərin yığım sürəti 4800 nöqtə/dəq 

30 

Cary Eclipse spektroflüorimetrinin konstruksiyası 2 monoxromatordan ibarətdir: 

həyəcanlanma və şüalanma monoxromatoru. Cihazın üstün imkanlarından biri də onun 

hər iki monoxromatordan bir-birindən asılı olmayan skanlar edə bilməsidir. Digər bir 

üstünlük isə onunla konsentrasiyası az olan, spektrofotometrdə ölçülə bilməyən 

flüoresent maddələrin udulma spektrlərinin ölçülə bilməsidir. 

Əgər biz həyəcanlanma monoxromatorunu qeyd etsək, şüalanma (emissiya) 

monoxromatrı ilə skan etmiş olacıq. Nəticədə alınan spektr şüalanma spektri olacaq. 

Qeyd edək ki, çox vaxt şüalanma spektri flüoressensiya spektri adlanır. Yox əgər biz 

şüalanma monoxromatorunu qeyd edib həyəcanlanma monoxromatrı ilə skan etmiş 

olsaq, nəticədə flüoressensiyanın həyəcanlanma spektirini almış olacıq. Eyni zamanda 

hər iki monoxromatorla skan aparmaq olar. 

Şüalanma - flüoressensiya spektrindən bir çox informasiyaları (məs, materialın 

təbiəti və molekulyar strukturunu haqda) əldə etmək olar. Flüoressensiya spektrinin 

forması həyəcanlandırıcı işığın dalğa uzunluğundan asılı deyil, belə ki, şüalanma ən 

aşağı həyəcanlanma halında belə yarana bilir. Flüoressensiya spektri adətən, udulma 

spektrinin “güzgü əksi” adlanır. 

Həyəcanlanma spektri - skan zamanı verilmiş dalğa uzunluğunda şüalanma 

intensivliyinin həyəcanlanma işığının dalğa uzunluğundan asılılığıdır. Həyəcanlanma 

spektrinin çəkilməsi zamanı biz belə bir sualı cavablandırmış oluruq: “Verilmiş dalğa 

uzunluğunda şüalanmanın alınması üçün hansı dalğa uzunluğunda həyəcanlanma baş 

verir” 


31 

Skan zamanı həyəcanlanma monoxromatorının yarığı kiçik olmalıdır ki, yaxşı 

imkanlara malik spektr alınsın. Həyəcanlanma mənbəyindən spektral bölünmə ilə 

alınmış spektrin yaxşılaşdırılmasından sonra o lüminessent maddənin udulma spektri ilə 

uyğun olmalıdır. 

2.5. Fotolyuminessent nanokompozitlərin infraqırmızı spektroskopiya 

(İQS) üsulu ilə tədqiqi 

İnfraqırmızı spektroskopiya (İQS) - spektroskopiya üsullarından biridir. İQS ilə 

molekulların quruluşunu təyin etmək mümkündür. Çünki molekulların rəqsi və dönmə 

tezliklərinin çoxu infraqırmızı dalğa (10 -2 -10 -4 sm) aralığındadır. İQS maddənin 

bütövlükdə quruluşu haqqında, həm də həllolma, dissosiasiya və s. kimi proseslər 

zamanı molekullarda baş verən dəyişikliklər haqqında fikir söyləməyə imkan verir. İQ 

spektrləri keçmə, səpilmə və udulma olaraq 3 yerə ayırırlar. İQS-də ən çox istifadə 

edilən udulma, yəni bu maddənin elektromaqnit şüalanma ilə qarşılıqlı təsiri 

nəticəsində əmələ gələn udulma spektrlərinin tədqiqidir. Bu üsulun üstünlüyü spektrin 

maddənin istənilən aqreqat halında müşahidə edilə bilməsi və bu məqsəd üçün çox az 

miqdarda maddənin kifayət olmasıdır. 

Bildiyimiz kimi, hər bir atom rabitə növünə uyğun olaraq müəyyən məlum 

tezliklərlə rəqs edir. Əgər molekul üzərinə eyni tezlikli işıq düşərsə bu zaman işıq kvantı 

molekul tərəfindən udulduqdan sonra molekul həyəcanlanmış haldan stasionar hala 

keçər. İQS-də əsasən molekulların bu xassələrindən istifadə olunur, yəni udulma 

spektrlərinin analizi aparılır. Hər bir atom və ya molekul udulma spektrlərinə görə 

müəyyən dalğa uzunluqlu rəqsi hərəkət edir. Bu rəqsi hərəkət maddənin quruluşundan 

və kimyəvi rabitənin tipindən asılı olur. İQS-də nümunə üzərinə düşən monoxromatik 

işıq dəstəsi şiddəti (I 0 ) və nümunədən keçən işıq dəstəsi şiddəti (I) ilə işığı bircins 

udan maddə molekullarının xarakteristikaları və nümunədəki udma mərkəzlərinin 

konsentrasiyası arasında mütənasiblik vardır. Bu Buger-Lambert-Bayer qanunu 

adlanır. 


32 

I /I 0 =10 -εcd 

burada, ε- xüsusi udulma əmsalı 

c- udan maddəninkonsentrasiyası 

d- udan təbəqənin qalınlığıdır. 

Praktikada əsasən bu qanunun loqarifmik ifadəsindən istifadə olunur. 

lgI/I 0 =εcd=D 

burada D-optik sıxlıqdır. 

Tədqiqatlar zamanı spektrin infraqırmızı aralığında yerləşən udulma 

maksimumları ilə rəqs enerji səviyyələri arasında məsafə təyin edilir. Hər bir rəqsə 

uyğun 1 udulma maksimumu müşahidə edilir.

DÄ°SSERTASÄ°YA Ä°ÅÄ° - BakÄ± DÃ¶vlÉt Universiteti

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

DÄ°SSERTASÄ°YA Ä°ÅÄ° - BakÄ± DÃ¶vlÉt Universiteti