ИСТИНА

Гибридные полимерные композиты представляют большой интерес благодаря сочетанию преимуществ как органических, так и неорганических материалов. Введение 2D-структур в проводящие полимеры позволяет варьировать их электрические и оптические свойства, а так же менять морфологию их слоев. Один из наиболее часто используемых проводящих полимеров - полианилин (ПАНИ) - находит широкое применение в качестве функциональных слоев для оптоэлектроники (электрохромных и фотовольтаических устройств и светодиодов) благодаря своей оптической прозрачности, высокой проводимости, стабильности, так же простоте синтеза и доступности сырья. В настоящей работе были созданы нанокомпозиты на основе водорастворимых комплексов ПАНИ с полимерными сульфокислотами и такими 2D-структурами как дисульфид молибдена (MoS2) и дисульфид вольфрама (WS2). При изучении структуры слоев нанокомпозитов методами ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа было показано, что 2D-структуры формируются в нанокомпозитах в виде разупорядоченных тонких слоев. Методом атомно-силовой микроскопии была исследована морфология поверхности разработанных слоев. Впервые методом зондовой Кельвин-микроскопии были исследованы электронные характеристики слоев композитов ПАНИ с 2D-наноструктурами MoS2 и WS2 и выявлено, что 2D-наноструктуры MoS2 и WS2 имеют более низкую работу выхода электрона, чем комплекс ПАНИ. Для определения влияния 2D-структур на подвижность носителей заряда в полимерных нанокомпозитах были изучены эффект Холла и электропроводность вдоль слоев. Показано, что введение 2D-структур в комплекс ПАНИ приводит к увеличению проводимости в 4-5 раз. Было установлено, что в нанокомпозитах наблюдается смена основного типа носителей заряда (дырок на электроны) в области концентрации 2D-структур 5-10 мас.%. Показано, что созданные гибридные композиты с амбиполярной проводимостью могут быть использованы в качестве соединительного слоя в тандемных солнечных элементах. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Грант № 16-29-06423).