bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2026-24-3-36-43bsuir-4373Research ArticleСтатьиОптические свойства композитов из полиметилметакрилата и полиэтилена с микронными частицами графитоподобного нитрида углеродаOptical Properties of Composites of Polymethylmethacrylate and Polyethylene with Micron Particles of Graphitic Carbon NitrideМаксимовС. Е.MaksimovS.

Максимов Сергей Евгеньевич, инж.-электр. Центра 4.11

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 29 612-92-19

Maksimov Sergei, Electronics Engineer at the Center 4.11

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Тel.: +375 29 612-92-19

maksimov914@gmail.comШапошниковВ. Л.ShaposhnikovV.

Шапошников В. Л., канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. Центра 4.11

Минск

Shaposhnikov V., Cand. Sci. (Phys. and Math.), Leading Researcher at the Center 4.11

Minsk

БорисенкоВ. Е.BorisenkoV.

Борисенко В. Е., д-р физ.-мат. наук, проф., проф. каф. микро- и наноэлектроники

Минск

Borisenko V., Dr. Sci. (Phys. and Math.), Professor, Professor of the Department of Micro- and Nanoelectronics

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2026290620262433643Copyright © Максимов С.Е., Шапошников В.Л., Борисенко В.Е., 20262026Максимов С.Е., Шапошников В.Л., Борисенко В.Е.Maksimov S., Shaposhnikov V., Borisenko V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4373

Исследованы пленочные гетероструктуры из полиметилметакрилата и полиэтилена низкой плотности с включенными в их состав микронными частицами полупроводника (графитоподобного нитрида углерода g-C3N4), изготовленные по методике смешивания компонентов и литья. Такие гетероструктуры актуальны для создания экологически дружественных новых оптических элементов обработки информации. Созданы свободные сплошные пленки на основе полиметилметакрилата и полиэтилена низкой плотности толщиной 30–50 мкм и пористые пленки на основе полиметилметакрилата толщиной 50–500 мкм. Содержание добавленного полупроводника составляло 5 мас.%, что обеспечивало их целостность и механическую устойчивость при транспортировке и последующих исследованиях. По оптическим спектрам пропускания этих пленок и их фотолюминесценции установлено, что включенный в исследованные полимерные матрицы g-C3N4 сохраняет свой размер и полупроводниковые свойства. Частицы распределены в синтезированных материалах квазиравномерно. Обнаружено, что спектры пропускания исследованных гетероструктур имеют квазилинейную зависимость интенсивности прошедшего излучения от длины волны падающего излучения, что в фотонике может быть использовано для создания спектрально чувствительных элементов.

Film heterostructures made of polymethyl methacrylate and low-density polyethylene with incorporated micron-sized particles of a semiconductor (graphite-like carbon nitride g-C3N4), fabricated using a component mixing and casting technique, were studied. Such heterostructures are relevant for the creation of new environmentally friendly optical elements for information processing. Free-standing continuous films based on polymethyl methacrylate and low-density polyethylene with a thickness of 30–50 μm and porous films based on polymethyl methacrylate with a thickness of 50–500 μm were created. The content of the added semiconductor was 5 wt.%, which ensured their integrity and mechanical stability during transportation and subsequent studies. Based on the optical transmission spectra of these films and their photoluminescence, it was established that g-C3N4 incorporated into the studied polymer matrices retains its size and semiconductor properties. The particles are distributed quasi-uniformly in the synthesized materials. It was found that the transmission spectra of the studied heterostructures have a quasi-linear dependence of the intensity of transmitted radiation on the wavelength of the incident radiation, which can be used in photonics to create spectrally sensitive elements.

нанокомпозитполиэтиленполиметилметакрилатграфитоподобный нитрид углеродаоптические свойстваморфологияnanocompositepolyethylenepolymethylmethacrylategraphite-like carbon nitrideoptical propertiesmorphologyReferencesСтруктурные и фотолюминесцентные свойства графитоподобного нитрида углерода / А. В. Баглов [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54, № 2. С. 176–180. DOI: 10.21883/0000000000.Baglov A. V., Chubenko E. B., Hnitsko A. A., Borisenko V. E., Malashevich A. A., Uglov V. V. (2020) Structural and Photoluminescent Properties of Graphite-Like Carbon Nitride. Semiconductors. 54 (2), 176–180. DOI: 10.21883/0000000000 (in Russian).Синтез графитоподобного нитрида углерода на поверхности Fe3O4 / Е. Б. Чубенко [и др.] // Неорганические материалы. 2021. Т. 57, № 2. С. 144–149. DOI: 10.31857/S0002337X21020056.Chubenko E. B., Baglov A. V., Fedotova Yu. A., Borisenko V. E. (2021) Synthesis of Graphitic Carbon Nitride on the Surface of Nanoparticles Fe3O4. Inorganic Materials. 57 (2), 144–149. DOI: 10.31857/S0002337X21020056 (in Russian).Synthesis and Fabrication of g-C3N4 Based Materials and Their Application in Elimination of Pollutants / Z. Chen [et al.] // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 731. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139054.Chen Z., Zhang S., Liu Y., Alharbi N. S., Rabah S. O., Wang S., et al. (2020) Synthesis and Fabrication of g-C3N4-Based Materials and Their Application in Elimination of Pollutants. Science of the Total Environment. 731. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139054.Vasile, C. Polymeric Nanocomposites and Nanocoatings for Food Packaging: A Review / C. Vasile // Materials. 2018. Vol. 11, No 10. https://doi.org/10.3390/ma11101834.Vasile C. (2018) Polymeric Nanocomposites and Nanocoatings for Food Packaging. Materials. 11 (10). https://doi.org/10.3390/ma11101834.Nanocomposite Films and Coatings Using Inorganic Nanobuilding Blocks (NBB): Current Applications and Future Opportunities in the Food Packaging Sector / I. U. Unalan[et al.] // RSC Advances. 2014. Vol. 4, No 56. P. 29393–29428. DOI: 10.1039/C4RA01778A.Unalan I. U., Cerri G., Marcuzzo E., Cozzolino C. A., Farris S. (2014) Nanocomposite films and Coatings Using Inorganic Nanobuilding Blocks (NBB): current applications and future opportunities in the Food Packaging Sector. RSC Advances. 4 (56), 29393–29428. DOI: 10.1039/C4RA01778A.Solution Casting Method for PVC Nanocomposites with Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes / T. V. Vlasova [et al.] // arXiv preprint arXiv:1112.2062. 2011.Vlasova T. V., Kryshtob V. I., Mironov V. F., Apresyan L. A., Bokova S. N., Obraztsova E. D., et al. (2011) Solution Casting Method for PVC Nanocomposites with Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes. arXiv preprint arXiv:1112.2062.Структура спектров фотолюминесценции легированного кислородом графитоподобного нитрида углерода / Е. Б. Чубенко [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. 2020. Т. 87, вып. 1. С. 14–20.Chubenko E. B., Baglov A. V., Leonenya M. S., Yablonskii G. P., Borisenko V. E. (2020) Structure of the Photoluminescence Spectra of Oxygen-Doped Graphitic Carbon Nitride. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 87 (1), 14–20 (in Russian).Temperature-Dependent Photoluminescence of g-C3N4: Implication for Temperature Sensing / D. Das [et al.] // ASC Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8, No 3. P. 2181–2186. DOI: 10.1021/acsami.5b10770.Das D., Shinde S. L., Nanda K. K. (2016) Temperature-Dependent Photoluminescence of g-C3N4: Implication for Temperature Sensing. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (3), 2181–2186. DOI: 10.1021/acsami.5b10770.The Origins of the Broadband Photoluminescence from Carbon Nitrides and Applications to White Light Emitting / Z. Gan [et al.] // Nana Research. 2016. Vol. 9, No 6. P. 1801–1812. DOI: 10.1007/s12274-016-1073-2.Gan Z., Shan Y., Chen J., Gui Q., Zhang Q., Nie S., et al. (2016) The Origins of the Broadband Photoluminescence from Carbon Nitrides and Applications to White Light Emitting. Nano Research. 9 (6), 1801–1812. DOI: 10.1007/s12274-016-1073-2.Fe-Doped g-C3N4: High-Performance Photocatalysts in Rhodamine B Decomposition / M. Nguyen Van [et al.] // Polymers. 2020. Vol. 12, No 9. https://doi.org/10.3390/polym12091963.Nguyen Van M., Mai O. L. T., Pham Do C., Lam Thi H., Pham Manh C., Nguyen Manh H., et al. (2020) Fe-Doped g-C3N4: High-Performance Photocatalysts in Rhodamine B Decomposition. Polymers. 12 (9). https://doi.org/10.3390/polym12091963.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.