مناقشة اطروحة دكتوراه في كلية التربية للعلوم الصرفة بجامعة البصرة حول(دراسة الخواص البصرية و الكهربائية للصبغات العضوية و تطبيقاتها للأجهزة البصرية)

تضمنت الاطروحة التي قدمها الباحث(نعمان سليم هاشم)الدراسة التي يتم عرضها في هذه الإطروحة, تحضير بوليمير مشترك, هو Poly(3HT-Co-Th) من المونومرين (monomers) هما الهكسايل ثايوفين (3-hexylthiophene (3HT)) و الثايوفين (Thiophene (Th)) باستخدام طريقة البلمرة (The polymerization method). تم بعد ذلك, إضافة البوليمر المشترك الى البوليمر بولي ميثيل ميثاكريلايت (Poly(methyl methacrylate)) للحصول على البوليمر المختلط, من أجل دراسة الخواص البصرية, الخطية و اللاخطية و الخواص الكهربائية للبوليمر المختلط المحضر , فقد تم تحضير أغشية بوليمرية, بنسب مئوية مختلفة للبوليمر المشترك المضاف الى البوليمر PMMA , باستخدام طريقة الصب (The casting method). النسب المئوية للبوليمر المشترك التي تم استخدامها هي 0.033 %, 0.040 %, 0.046 %, 0.053 %, 0.060 %. لتضمين التطبيقات العملية في الدراسة الحالية, فقد تم تحضير أغشية بوليمرية و استخدامها كمتحسسات بصرية ( (Optical sensors, ثم دراسة خواصه البصرية و الكهربائية, تم تحضير عينات أغشية المتحسس البصري من إضافة نسب مختلفة من البوليمر phenyl - C61 - butyric acid methyl ester (PCBM) الى البوليمير المشترك Poly(3HT- Co - Th) هي 5 %, 9 %, 13 %, 17 %, 20 % . تم تحضير نوعين من أغشية البوليمر المختلط بنسبتين مختلفتين للبوليمر المشترك المضاف الى البوليمر PMMA هذين النوعين هما, Poly(3HT- Co -Th)1- PMMA و Poly(3HT- Co -Th)2 - PMMA و قد تم دراسة الخواص البصرية و الكهربائية لهذين النوعين من البوليمر المختلط .

وتهدف الاطروحة

الى دراسة الخواص البصرية, الخطية واللاخطية والخواص الكهربائية لبوليمر البولي ميثيل ميثاكريلايت (PMMA) المضاف اليه البوليمير المشترك Poly(3HT - Co - Th) الذي تم تحضيره في المختبر و تهدف الدراسة أيضا الى تحسين الخواص البصرية و الكهربائية لبوليمر PMMA)) و ذلك بإضافة البوليمر المشترك اليه , لكي يتم استخدامه في التطبيقات المختلفة كالمتحسسات البصرية و الكهربائية, وغيرها. بالإضافة الى دراسة خواص المتحسس البصري (Optical Sensor) الذي تم تصميمه باستخدام أغشية من البوليمر المشترك المحضر مختبريا والمضاف اليه البوليمير (PCBM) وإمكانية دراسة إستخدامه كمتحسس بصري في مجال البصريات والأجهزة الكهربائية - البصرية و الفوتونية (Opto - Electronic and Photonic Devices).

وستنتجت الاطروحة

من دراسة الخواص البصرية تبين أن أغشية البوليمر المختلط تمتلك خط طيفي واسع و امتصاصية عالية ضمن منطقة الضوء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي مما يدل على إمكانية استخدام هذه الأغشية البوليمرية في تطبيقات عملية مختلفة ضمن هذه المنطقة . جميع المعاملات البصرية تزداد مع زيادة النسب الوزنية للبوليمر المشترك المضاف . يمكن أن نلاحظ من النتائج أن فجوة الطاقة (Eg) تقل مع إزدياد النسبة الوزنية للبوليمر المشترك. إن قيمة فجوة الطاقة للبوليمر PMMA النقي بدون إضافة للبوليمير المشترك هي 4.73 eV , وعند إضافة البوليمر المشترك الى البوليمر PMMA تصل الى أقل قيمة لها 1.70 eVعند أعلى نسبة 0.060 % للبوليمر المشترك المستخدمة في هذه الدراسة . بينت نتائج قياس الخواص اللاخطية, باستخدام تقنية مسح حزمة أشعة الليزر على المحور Z لأغشية البوليمر المختلط Poly(3HT- Co -Th) - PMMA, أن عينات الأغشية المحضرة تظهر تأثير (ظاهرة) عدم التركيز الذاتي (Self - defocusing) و تأثير (ظاهرة) الإمتصاص المشبع (Saturable absorption ). تبين من نتائج دراسة المتحسس البصري, أن تأثير إضافة البوليمر PCBM الى البوليمر المشترك Poly(3HT- co -Th)1 أدى الى إزدياد إمتصاصية عينة غشاء البوليمر المحضر, طيف الامتصاصية ضمن منطقة الضوء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي. كذلك أدت إضافة البوليمر PCBM الى ظهور قمة للإمتصاص في منطقة الأشعة فوق البنفسجية, و هذا قد يجعل من هذه الأغشية مناسبة لتطبيقات الخلايا الشمسية. من النتائج التي تم الحصول عليها من الدراسة الحالية, تبين أن تأثير إضافة البوليمر المشترك Poly(3HT- Co -Th) أدى الى تحسين الخواص البصرية والكهربائية للبوليمر PMMA , مما يجعل من إمكانية إستخدامه في التطبيقات البصرية و الإلكترونية المختلفة. كذلك, يمكن أن يكون محدد القدرة البصري مفيدا لحماية بعض الأجهزة الحساسة و الأشعة ذات الشدة العالية الساقطة عليها. أيضا, يمكن استخدام البوليمر المشترك لبناء متحسس بصري لأشعة الليزر.