一般认为有机化合物和高分子化合物都是不导电的绝缘体。如果改变高分子化合物的化学结构,可以改变它的导电性,制成高分子导体、半导体和超导体。能形成长共轭体系的高分子化合物,有可能成为半导体。例如,聚乙炔[CH=CH]n中—CH=CH—是一个共轭体系,聚乙炔中的许多单体单元如果形成长共轭体系,聚乙炔就成为高分子半导体。能形成高分子半导体的还有聚丙烯腈、聚蒽、聚酞菁和三氮杂茂等。
随着半导体和金属聚合物作为一个跨学科领域的出现,产生了大量相当重要的新概。该领域起源于20世纪70年代对n型和p型掺杂共轭聚合物的研究。导电聚合物的可逆掺杂性使它们的电导值可以从相当于绝缘体到金属的范围内变化。由于导电聚合物具有独特的电化学特性,它已成为科学技术研究中非常活跃的一个领域。
20世纪80年代,大量的有机合成化学家都投入合成具有优良性能的新共轭聚合物的研究当中。随后稳定可控的金属聚合物也得到了发展,这同样具有很重要的意义。经过这些努力,当前的导电聚合物材料往往具备金属和半导体优良的电光性能与聚合物优良的加工性和力学性能的结合。
随着高分子半导体纯度的提高,这些材料已可用于塑性电子器件。在这方面,剑桥大学半导电共轭聚合物电致发光的发现具有十分重要的意义。更普遍的塑性电子器件包括二极管、光二极管、光电池、传感器、发光二极管、激光器、场效晶体管以及全聚合物集成电路。因此,由高分子半导体制造的电子器件和光电器件的出现已成为20世纪90年代的一个热点。
不论科学如何进步,新器件如何涌现,一些专家对高分子半导体能否达到商用器件所要求的纯度和寿命仍持怀疑态度。在半导体物理发展的50年间,共轭聚合物被认为是很不纯且很难表征的材料。因此,最新研制出寿命达10000~20000小时的高 亮度聚合物发射显示器被认为是相当重要的一步。已很清楚,高分子半导体可以满足商用要求制造消费型产品。
导电聚合物是主链具有共轭主电子体系,特征是可通过掺杂达到导电态。
导电高分子材料是主链具有共轭主电子体系,可通过掺杂达到导电态,电导率达1000S/cm以上的高分子材料。
经过40年的发展,人们对于导电高分子的类型、导电机理以及如何提高其导电率进行了深入的研究,对于导电高分子的合成与应用进行了多方面的探索。
时至今日,由于其独特的性能,导电高分子不仅作为导电材料应用广泛,在能源、光电子器件、传感器、分子导线等领域也有着潜在的应用价值。
扩展资料:
日本大阪大学一个研究小组首次成功证明,在二维有机导电聚合物薄膜上存在库仑阻塞现象,他们还通过量子计算和电导率模型实验验证了相关理论依据。该研究结果或可颠覆对有机导体传导机制的传统理解,并有助于设计有机分子器件的性能。
当颗粒尺度达到纳米级,体系电荷便“量子化”,即充电放电过程是不连续的,导致电子不能集体传输,而是一个一个单电子输运,这称为库仑阻塞效应。
如今,有机设备越来越多,其中如由廉价的碳基低分子合成的导电聚合物,通过结构的改变会具有金属、半导体和绝缘体所具有的一些特性,因而可用于多种设备。但有机导体的导电性能还没有得到充分理解,其在低温下的非线性导电原理一直是个谜。
参考资料来源:百度百科—导电聚合物
参考资料来源:人民网—二维有机导体库仑阻塞现象获证实
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)