Способ получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий

(19) 51)5 6 02 В 1/08 АТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС. ф. 6 ) )су.щ;М ЬСТ ОРИЕНТАЦ МОЛ ЕКУЛЯ собом на мируется тационно ктеризую- анизотро- ихроизм го, но натвенной зультате САНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИ(56) Козенков В.М., Дорошенко В.СКатышев Е.С. и др, Сборник "Тезисы докладовВсесоюзной конференции". "Проблемы оптической памяти", 1988, Ч. 1, с. 61,Козенков В.М Барачевский В.А. Свойства светочувствительных материалов и ихприменение в голографии". ЛНаука. 1987,89 етение относится к таким облаки, как микроэлектроника и ин(оптическая запись, хранение, и отображение. информации, в голография, интегральная, волополяризационная оптика и т.п.), я и конструкционная фототехноекулярная оптоэлектроника и т.д, вание искусственно упорядоченнизованных) молекулярных сисИзобр стям техни форматика обработка том числе конная и химическа логия, мол с использо ных (орга тем, Существуют различные способы получения ориентационно упорядоченных молекулярных покрытий; формирование слоев в присутствии внешних постоянных электрических и (или) манитных полей, растягивание полимерных пленок, нанесение на предварительно полированную в одном направлении поверхность и т.д.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОННО УПОРЯДОЧЕННЫХ РНЫХ 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 ори ченных молекулярных щийся в нанесении вещества путем его те ния в вакууме и после нии полученного слоя неполяризованным, н ентирующим излуче слоем. ентационно упорядопокрытий, заключаюна подложку слоя рмического распыле-. дующем экспонироваполяризованным или о направленным оринием, поглощаемым В соответствии с данным спопервом этапе (напыление) фораморфный изотропный слой ориеннеупорядоченных молекул, харащийся отсутствием оптическойпии (двулучепреломление и дпоглощения),Она возникает под воздействризованного или неполяризованноправленного излучения в собсполосе поглощения вещества, в рчего молекулы которого ориентир10 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 2).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 примера- Пример 1 (образцы М.М 1, 2).В вакууме2 10 мм рт.ст. на установке ВУПметодом сублимации на две стеклянные подложки, имеющие температуру20 С, наносились идентичные аморфные слои вещества формулыНЭСч СчНб" в=и-и=вв имеющего температуру плавления Тпл =164 С и максимум полосы поглощения в видимой области спектра Айзакс=500 нм, . Якорость 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 В 1) экспонировался линейно поляризованным светом лампы ДРШи светофильтрами ОС- ПС- СЗС, выделяющими излучение с 3,кт=546 нм. В качестве поляризатора использовалась призма Глана. Плотность мощности Ракт в плоскости расположения образца была 22,3 мВт/см,2 15 20 25 30 35 40 45 50 Энергия экспонирования слоя активирующим излучением Накт определялась какНакт=Ракт Ь 1 (1) где Ь - время экспонирования.Качество ориентационной упорядоченности формируемых молекулярных покрытий определялось по величине оптической анизотропии (двулучепреломления); наводимой в них под действием активирующего излучения и являющейся следствием этойупорядоченности. 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-йе лазера ( Лиам=632,8 нм).Для этого экспонируемый образец размещался между скрещенными поляризаторами под углом 45 О относительно направления плоскости поляризации активирующего излучения. Величина ДЛП (дбз 2) определялась как2 ХЛПбз 2 ба --- -1 1 т где Ь Пбз 2 - усредненное по толщине слоя ДЛП; б - толщина слоя; Тбз 2- пропускание скрещенных поляризаторов с образцом между ними,Второй напыляемый образец (образец 1 Ф 2 - прототип), являющийся контрольным, экспонировался по. ранее известному способу (после напыления) при атмосферном давлении, Условия напыленияи облучения (оптическая схема Закт, Ракт ) были аналогичны с образцом М 1 и приведены в таблице.Пример 2 (образец М 3); Аналогичен примеру 1 (образец Ь 1), но скорость напыления была 170 А/мин.Пример 3 (образец ЬЬ 4). Аналогичен примеру 1 (образец ЬЬ 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 Режимы напыления и экспонирования (облучения) указаны в таблице,Пример 5 (образец 7). Аналогичен примеру 4 (образец га 5), но плотность мощно- СтИ ОРИЕ 2 НтИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Ракт"27,1 мВт см,1778731 Н 11 СбНЫЯ Ы=Н" СООН ( П.1 Ха актерпстнкн покоытиб Режим сблт ччсниа Режим напыления Вес естес Т, С Ласт, НМ Толщина мкмСостоя. Условияние поля. облученияиза ни Время напыления,мин Структура Скорость напыбения, А/с град 32 32 15,1 33,2 29,1 29,1 30,5 18,3 24 24 22 023 0,23 023 0,23 0,25 0.25 0,25 025 0.2 0,2 0.15 015 3,4 13,7 0,3 25.6 4. 2,7 7.3 0,7 4,2 4.3 3 12,7 О, ППаЗ О О О П 0 О 0 П О П 546 22.3 22,3 22,3 22,3 15,2 15,2 27, 25 15,1 5.1 62 62 2,54 254 0,22 19,13 45 4.5 4,5 4,5 4.64 4,64 083 0.83 Поляр,164 164 1 С 4 164 146 146 146 146 151 151 164 164 15,1 15,1 17,1 2,0 9.3 9,3 99.3 9.3 7,2 7,2 30 30 1 2 З 4 5 6 8 9 10 11 12 495436 436 546 546 Непаляр. Составитель В. Козенков Редактор Т, Полионова Техред М,Моргентал Корректор Н.СлободяникЗаказ 4192 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", гужгород, ул.Гагарина, 101 Пример 6 (образец 8). Аналогичен приМЕру 4(ОбраЗЕц М 5), НО Ракт=2,5 МВт СМПример 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 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 вединый 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 молекулярныхпокрытий, 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 ющ и й с я 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.