Применение фуллеренов для повышения добротности кварцевых резонаторов

Проблема повышения добротности кварцевых резонаторов возникает на пути создания сверхчувствительных весов для определения массы микрообъектов. Чувствительность такого устройства, действие которого основано на изменении частоты колебаний кварцевого резонатора, обратно пропорциональна его добротности. Однако условие повышения добротности противоречит требованию миниатюризации прибора, поэтому возникает технически сложная проблема получения кварцевых кристаллов малой толщины, характеризующихся высоким уровнем добротности резонатора. Эффективный путь решения данной проблемы оказался связан с использованием тонких углеродных плёнок.

Как следует из наблюдений, выполненных с помощью атомного силового микроскопа, при нанесении углеродной плёнки на подложку примерно 80–90% фуллеренов в контакте друг с другом и приобрели анизотропную форму. После просушивания на поверхности золотого электрода оставался однородный слой углерода. Для удаления сорбированных газов, присутствие которых могло бы повлиять на затухание колебаний резонатора, кристаллы кремния, покрытые слоем углерода, подвергали вакуумной сушке. Измерения добротности резонаторов производили в условиях вакуума при остаточном давлении 10^-6Тор. Измерения указывают на снижение собственной частоты колебаний кристалла по мере увеличения массы слоя плёнки. Наблюдается значительное (один порядок) увеличение добротности всех исследованных кристаллов в результате нанесения фуллереновой плёнки. Описанный эффект объясняются подавлением поверхностных потерь энергии колебаний слоем структурированных фуллеренов.

Эластичные проводники и интегральные схемы

Матрицу транзисторов равно как и эластичный проводник можно растянуть. В группе исследователей из Университета Токио под руководством Такао Сомейя (Takao Someya) был получен отличающийся высокой проводимостью и химической стабильностью эластомер путем его синтеза на основе фуллеренов.

Эластичный материал был получен за счет перемешивания раствора фуллеренов в ионной жидкости – бис(трифторметансульфонил)имид 1-бутил-3-метилимидазолия.

После смешивания гель комбинируют со фторированным сополимером, придающим материалу дополнительную эластичность, дают ему застыть и высохнуть. Полученная в результате всех этих операций пленка покрывается силиконовой резиной, в результате чего образуется эластичный проводник. Для дальнейшего увеличения эластичности материал может быть перфорирован, а также на него могут быть нанесены органические транзисторы. После завершения всех стадий производства получают эластичный лист, свойства которого не меняются при его растяжении до 70%.

Предполагается, что процесс производства эластичных проводников может быть масштабирован до промышленного производства гораздо больших по размеру гибких и эластичных интегрированных электрических схем. По мнению исследователей данная методика может снизить стоимость изготовления гибких дисплеев, а также создать искусственную кожу для роботов и систем интерфейса для взаимодействия человека с компьютером.

Люминофоры

Обнаружено новое свойство фуллеренов - генерация излучающих электронно-возбужденных состояний (ЭВС) в редокс-реакциях С, С и их производных.

Получен новый люминофор, соединение EuCl2.(0.4-0.7)H2O.(0.04-0.07)(i-Bu2Al)2О, обладающее яркой голубой ФЛ, стабильное при комнатной температуре в инертной атмосфере, перспективное для использования в люминесцентных лампах, лазерах и рентгеновских дозиметрах

Под термином «наноструктурированные люминофоры» здесь имеются ввиду наноразмерные молекулярные системы, в которых несколько различных люминофоров жестко фиксированы химическими связями с центрами ветвления на определенном расстоянии (1-2 нм) и под заданным углом относительно друг друга. Такой подход позволяет осуществить эффективный безызлучательный внутримолекулярный перенос энергии электронного возбуждения от одного люминофора (активатора) к другому (сместителю спектра), благодаря чему улучшаются два основных параметра пластмассовых сцинтилляторов: увеличивается световыход и уменьшается время высвечивания. Кроме того, такой подход позволяет увеличить квантовый выход люминесценции (до 99%). Благодаря разработанной технологии можно настраивать спектральные характеристики сцинтилляторов под максимальную чувствительность фотодетекторов различных типов, а также получать высокоэффективные сместители спектра в широком диапазоне длин волн. Все это приводит к значительному повышению чувствительности, энергетического разрешения и продолжительности эксплуатации детекторов ионизирующих излучений.