Гарчиг(ууд): Дамжуулагч полимер

Каталогийн дугаар: 23

Үндсэн хичээл (сургууль):хими, физик

Мэдлэгийн талбар (их сургууль):цэнэг дамжуулах цогцолбор, органик хими, молекул электроник

Хамаарал: Металл ба бал чулуу (одоо графен) сайн дамжуулдаг гэдгийг сургуулийн сурагчид сайн мэддэг цахилгаан гүйдэлГэсэн хэдий ч тэдний цөөхөн нь органик нэгдлүүд, тухайлбал тусгай найрлага, бүтэцтэй полимерүүд (сонгодог жишээнүүд нь "нэвчсэн" полиацетилен, полианилин, "органик металлууд") ижил төстэй байж болно гэж бодсон. Үүний зэрэгцээ яг эдгээр полимерууд нь молекул, органик, хэвлэмэл (уян) электроник, шинэ мэдээлэл харуулах төхөөрөмж, полимер нарны эс үйлдвэрлэх технологи гэх мэт хөгжлөөр улам бүр эрэлт хэрэгцээтэй болж байна.

Шинэлэг зүйл: хатуу төлөвт цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг бүрэн органик нэгдэл үйлдвэрлэх

Зорилго: металл бус уян дамжуулагчийг үйлдвэрлэх, судлах

Даалгаварууд:

1. хатуу биетийн зурвасын онолын үндсийг танилцуулах

2. молекул, органик, уян электроникийн үндэс суурь (багшаас авсан тусгай ном зохиол), өндөр молекулын нэгдлүүдийн бүтэц, ангилал, шинж чанаруудтай танилцах

3. органик полимер дэх дамжуулах механизмын талаархи уран зохиолын дүн шинжилгээ

5. синтезийн аргыг сонгох (фотохимийн, цахилгаан химийн, дулааны, исэлдэлтийн полимержилт гэх мэт), допинг хийх аргыг (шаардлагатай бол) тодорхойлох, полимерийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд химийн өөрчлөлт хийх (жишээлбэл, эрлийз органик бус-органик материал авах) )

6. дамжуулагч полимерийг хальс хэлбэрээр авах, тархсан бөмбөрцөг (суспенз), гель гэх мэт.

7. үүссэн полимерийн цахилгаан шинж чанар, түүний химийн, фотохимийн, дулааны тогтвортой байдлын судалгаа

8. төхөөрөмжүүдийн прототипийг бий болгох (боломжтой бол)

9. үр дүнг нэгтгэх, үүссэн полимерийг хэрэглэх боломжит газруудад дүн шинжилгээ хийх.

Туршилтын аргууд:термо-, фотополимержилт, исэлдэлтийн полимержилт гэх мэт аргаар полимер авах, полимерийн цахилгаан шинж чанарыг судлах, гадны сөрөг нөлөөллөөр эсвэл "ашиглалтын явцад" эдгээр шинж чанаруудын доройтлыг судлах.

Арга зүйн аргууд:өндөр молекулын нэгдлүүд ба хатуу бодисын электрон ба нүхний дамжуулалтын механизмтай танилцах

Шаардлагатай стандарт бус урвалж, нөөц:дамжуулагч полимер үйлдвэрлэх мономерууд, бусад урвалжууд, электрофизик хэмжилтийн суурилуулалт (цахилгаан химийн синтез хийх боломжтой), сканнерийн микроскоп, чичиргээний спектроскопи

Оюутны онолын материалыг эзэмшсэн байдал:химийн нэгдлүүдийн бүтэц, стереохими, янз бүрийн ангиллын полимерүүдийн бүтэц, зурвасын онол

Оюутны эзэмшсэн ур чадвар:өндөр молекулын нэгдлүүдийг олж авах арга, цахилгаан хэлхээтэй ажиллах

Сургуулийн сургалтын хөтөлбөрийн өмнөх материалууд:нүүрстөрөгч, үнэрт ба гетероциклийн нэгдлүүдийн хими, химийн бондын онол, металл, хагас дамжуулагч, диэлектрик

Багшийн үүрэг: төслийг хэрэгжүүлэхэд ерөнхий туслалцаа үзүүлэх, аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөхөд хяналт тавих

Багш нарын боломжит тусламж:урвалж, тусгай ном зохиол, зөвлөх тусламж, багажийн шинжилгээ (дулааны шинжилгээ, электрофизик хэмжилт, чичиргээний спектроскопи, элементийн шинжилгээ, оптик, сканнерийн микроскоп болон шаардлагатай бол бусад хэмжилтүүд) хангах.

Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ:болзошгүй хортой нэгдлүүдтэй ажиллах (хэрэв тохирох мономеруудыг сонгосон бол)

Тэмдэглэл: хамгийн сайн (гэхдээ цорын ганц биш) сонголт бол аналиний давсыг исэлдүүлэх полимержих замаар полианилин авах явдал юм, та бусад дамжуулагч полимерүүдийг олж авах, электронууд болон "нүхнүүдээр дамждаг полимерүүдийг харьцуулах" зэрэгт суурилсан төхөөрөмжүүдийн прототипийг бүтээх хэрэгтэй. дамжуулагч полимер дээр (жишээлбэл, фото эффект бүхий хагас дамжуулагч давхарга, фотохром бүрэх гэх мэт).

Дамжуулагч полимер.

"Сэдвийн каталог" кластерын бусад бүтээлүүд дизайны ажил" (гипертекст хөтөч):

Энэ нийтлэл нь дүүргэгчийн шинж чанараас шалтгаалан өндөр цахилгаан дамжуулах чанарыг олж авдаг нийлмэл дамжуулагч полимерүүдэд биш харин өөрийн цахилгаан дамжуулах чадвартай дамжуулагч полимерүүдэд зориулагдсан болно.

Полиацетилен (PAc) хальсыг допинг хийх үед дамжуулалтын металлын түвшинд хүрсэн тухай тайлан хэвлэгдсэн.Ширакава нар . (1977) дамжуулагч полимерийн судалгаанд асар их сонирхлыг бий болгосон бөгөөд энэ нь өнөөг хүртэл үргэлжилж байна. Хэдийгээр энэ нь дамжуулагч полимерийн анхны жишээ биш байсан ч транс-ПАК-ийг хүнцэл эсвэл иодын пентафторидоор холбосон үед цахилгаан дамжуулах чанар 10 7 дахин нэмэгдсэн нь гайхалтай бөгөөд чухал байсан (Зураг 1). Энэхүү нээлт нь цахилгаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх хэтийн төлөвтэй холбоотойгоор нэгдмэл полимеруудыг дамжуулах сонирхолыг нэмэгдүүлэв.

Цагаан будаа. 1. Хүнцэл пентафторидтой допинг хэрэглэснээр транс-ПАК-ийн цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгдэнэ.

1960-аад онд полианилин ба полипиррол дамжуулагч полимерын бусад гишүүдийг судалж, тэдгээрийн цахилгаан дамжуулах чанар нь 330 Ом -1 байна.× м -1 ба 754 Ом -1 × m -1 тус тус.

Дамжуулах полимерүүдийн цахилгаан дамжуулах чанарын онол.

PAC-ийн металлын шинж чанарыг олж илрүүлсний дараа ихэнх онолын ажлыг энэ дамжуулагч полимерийг жишээ болгон ашигласан. Эхний бүтээлүүдэдЛонгет - Хиггинс, Салем нар (1959) болон бусад хэд хэдэн хүмүүс Hückel загварыг ашигласан бөгөөд үндсэн төлөвт байгаа PAC гинжин хэлхээ нь ижил урттай C-C бондын бүтэц биш (Зураг 1, b) хувьсах холбоо бүхий бүтэцтэй болохыг харуулсан. Зураг 1, a).

Цагаан будаа. 2. Бондын урт (a) ба ээлжлэн бонд (b) бүхий транс-полиацетиленийн химийн бүтэц.

1979 онд хүчтэй холболтын Хюккелийн загварыг санал болгосон бөгөөд энэ нь молекулын шинжилгээ хийх үндэс болсон юм. цахим бүтэц PAC ба өнөө үед ихэвчлэн загвар гэж нэрлэгддэг SSH.

Хувьсах бондын хоёр үе шат байдаг бөгөөд энэ нь полимерийн үндсэн төлөвийн I ба II гэсэн хоёр өөр бүтэц байгаа гэсэн үг юм. 3, энерги нь доройтдог. Эдгээр бүтэц нь ±1 утгыг авдаг бондын ээлжийн параметрээр тодорхойлогддог. Бондын ээлжийн параметрийн утга тэгтэй тэнцүү байх нь бондын урттай ижил бүтэцтэй тохирч байгааг анхаарна уу. Хэрэв зорилтот хэсгийн хоёр хэсэг нь холболтын ээлжийн параметрийн эсрэг утгатай байвал Зураг дээр үзүүлсэн шиг энэ параметрийн тэмдэг өөрчлөгдөх газарт согог гарч ирнэ. 3, мөн хосгүй нэг нь тэнд эргэдэгπ -гинжин хэлхээний аль ч хэсэгт давхар холбоонд ороогүй электрон.

Цагаан будаа. 3. PAC дахь бондын ээлжлэн солигдох хоёр боломжит төрөл ба солитон үүсэх.

Полимер гинж нь бүхэлдээ цахилгаан саармаг боловч уулзвар дахь электрон (кинк) нь хосгүй эргэлттэй байдаг.π -Давхар бондын электронууд хос спинтэй байдаг тул хамгийн тохиромжтой полимер гинж нь диамагнит, харин мултарсан гинж нь сул парамагнит шинж чанартай байдаг. Гинжний хоёр тал дахь гинжин хэлхээний энерги ижил тул гинжин хэлхээний дагуу хөдөлж болох бөгөөд нийт энерги өөрчлөгдөхгүй, өөрөөр хэлбэл. Хослогдоогүй электрон нь гинжин хэлхээний дагуу чөлөөтэй хөдөлж чаддаг хөдөлгөөнт объект юм. Ганц биетэй зүйрлэвэл (ганцаардмал ) усан дахь долгион, ийм тогтоцыг солитон гэж нэрлэдэг.

Цагирагт сондгой тооны нүүрстөрөгчийн холбоо байвал солитон гарч ирэх ёстой, учир нь эхний болон сүүлчийн холбоо нь дан эсвэл давхар байх ёстой. Хэрэв цагираг дахь бондын тоо тэгш байвал хилийн нөхцөл хангагдаж, солитон үүсэхгүй. Гэсэн хэдий ч тэгш тооны холбоо бүхий цагирагт антисолитон үүсгэсэн бондын ээлжийн зөрчлийг нөхөхөд эсрэг талын хоёр солитон, солитон ба антисолитон үүсч болно. солитон үүсэх. Төгсгөлийн бүлгүүд бондын ээлжийн үе шатыг тогтоодог хязгаарлагдмал урттай гинжин хэлхээнд мөн эдгээрийг анхаарч үзэх боломжтой. Тиймээс төгсгөлд нь ээлжлэн дамждаг бондын фазууд нь эсрэгээрээ байдаг хязгаарлагдмал урттай гинжин хэлхээний үндсэн төлөв нь солитон агуулсан байх ёстой, эс тэгвээс солитон үүсэхгүй.

Полиацетиленийг хүчтэй электрон хүлээн авагч эсвэл донороор дүүргэх үед цэнэглэгдсэн солитон төлөвийг бий болгоход бага эрчим хүч шаардагдах бөгөөд энэ нь полимерийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

Дамжуулагч полимерүүдийн цахилгаан шинж чанар.

Дамжуулагч полимер авахын тулд поли нэмэлт ба поликонденсацын синтезийн аргыг ашиглаж болно.

Дээрх туршилтын өгөгдөл нь дамжуулагч полимер дэх валентын зурвас ба дамжуулалтын зурвасын хоорондох зурвасын зай нь хэд хэдэн электрон вольт байгааг харуулж байна, энэ нь цахиур, германий зурвасын зөрүүтэй харьцуулж болно. Энэ тохиолдолд зурвасын зөрүү нь өрөөний температурт (~ 0.025 эВ) дулааны хөдөлгөөний энергиээс хамаагүй их байдаг тул эдгээр нөхцөлд дулааны өдөөлттэй цэнэгийн тээвэрлэгчдийн тоо маш бага байдаг. Үүний дагуу цэвэр дамжуулагч коньюгат полимерүүдийн дотоод дамжуулалт нь бага байдаг. Цахиур, германий хувьд ижил дүр зураг ажиглагдаж байгаа бөгөөд үүний тулд бага хэмжээний хүлээн авагч эсвэл донор (допингийн нэмэлт эсвэл нэмэлт бодис) оруулах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр хольцын дамжуулалт шаардлагатай түвшинд хүрдэг. практик хэрэглээ. Гэсэн хэдий ч шинэхэн бэлтгэсэн дамжуулагч полимерүүдийн цахилгаан дамжуулах чанар нь ихэвчлэн өөрийн цахилгаан дамжуулах чанараас өндөр байдаг бөгөөд энэ нь полимерийг нийлэгжүүлэлтийн явцад эсвэл дараагийн боловсруулалтын явцад орж ирсэн катализаторын үлдэгдэл, исэлдүүлэгч эсвэл бууруулагч хольцтой санамсаргүй хольсны үр дүн юм. заль мэх. Хамгийн түгээмэл хольц бол хүчилтөрөгч юм. Санамсаргүй допингийн нөлөөг химийн боловсруулалтаар саармагжуулж болно, учир нь ихэнх санамсаргүй допинг нь исэлдэлтийн хольцоос үүдэлтэй бөгөөд үүний үр дүнд p төрлийн хагас дамжуулагч үүсдэг; бууруулах бодисоор эмчлэх нь цахилгаан дамжуулах чанар буурахад хүргэдэг.

Хамгийн их цахилгаан дамжуулах чанар нь өндөр молекул жинтэй цэвэр чиглэгдсэн полимерүүдэд ажиглагддаг. Олж авсан хамгийн том утгууд нь PAC-ийн хувьд ~10 7 Ом -1 м -1 (Цукамото, 1992) ба 2 × 10 5 Ом -1 м -1 полианилин (Помфрет нар ., 1998). Нэгж массын цахилгаан дамжуулах чанар нь ердийн металлын шинж чанартай ойролцоо буюу түүнээс өндөр байдаг, учир нь полимерийн нягтрал бага байх нь цахилгаан дамжуулах чанарыг нөхдөг. Металл полимерүүдийн ажлын функц нь ердийн металлын утгуудтай ойролцоо байдаг, жишээлбэл, полианилин нь 4.8 эВ, PEDOT-ийн хувьд - ~5 эВ бөгөөд энэ нь алт ба хөнгөн цагааны утгын хоорондох завсрын утга юм.

Уран зохиол:

Blythe E.R., Bloor D. Полимерүүдийн цахилгаан шинж чанарууд. Пер. англи хэлнээс - М: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 376 х.

1.10 Одоогийн болон ирээдүйн цахилгаан хэлхээг үйлдвэрлэх технологи

Одоогийн байдлаар олон компани, судалгааны лабораториуд янз бүрийн "хуванцар" электрон төхөөрөмжийг бүтээхээр ажиллаж байна. Үнэн бол өнөөдөр санал болгож буй шийдлүүд нь ихэнх тохиолдолд шинэ болон уламжлалт технологиудыг нэгтгэх явдал юм. Жишээлбэл, хамгийн түгээмэл аргуудын нэг бол хагас дамжуулагч материалыг хуванцар дэвсгэр дээр буулгах явдал юм. Гэсэн хэдий ч үнэн хэрэгтээ өөр нэг сонголт байдаг - дамжуулагч шинж чанартай хуванцар материал, эсвэл илүү нарийвчлалтай дамжуулагч полимер ашиглах.

Энэ талбарт хамгийн анхны, хамгийн чухал үр дүн, үнэндээ
Цукубагийн их сургуулийн (Япон) Хидеки Ширакава, Калифорнийн их сургуулийн Алан Ж. Хигер, Пенсильванийн их сургуулийн Алан Г. МакДиармид нар цаашдын бүх судалгааны эхлэл болсон. Тэдний тухай анхны тайлан 1977 онд Химийн нийгэмлэгийн сэтгүүлд гарчээ.

Мөн чанар

Дамжуулагч полимерийн үндэс нь ээлжлэн давхар холбоо бүхий молекул бүхий өндөр молекулт бодис юм. IN цэвэр хэлбэрТэд цэнэг дамжуулагч биш, учир нь тэдгээрийн доторх электронууд нь химийн хүчтэй холбоо үүсгэхэд оролцдог тул нутагшсан байдаг. Электрон ялгаруулахын тулд янз бүрийн хольцыг ашигладаг. Тэдгээрийг нэвтрүүлсний дараа молекулын гинжин хэлхээний дагуу цэнэгийг (электрон ба нүх) шилжүүлэх боломжтой болно.

Электролюминесцент полимерууд

Хагас дамжуулагч полимерийг хөгжүүлэх чухал алхамуудын нэг бол 90-ээд оны эхэн үед цахилгаан гэрэлтэгч полимер үйлдвэрлэх явдал байв. Тэд мөн дамжуулагч бөгөөд цэнэг, нүхний дахин нэгдлээс болж цацраг туяа үүсдэг. Одоогийн байдлаар ийм полимерүүд электроникийн салбарт аль хэдийн өргөн хэрэглэгдэж байна: тэдгээрийн үндсэн дээр OLED (Органик гэрэл ялгаруулах дэлгэц) дэлгэцүүд бүтээгдсэн бөгөөд үүнийг олон мэргэжилтнүүд гар утасны LCD дэлгэцтэй маш ноцтой өрсөлдөгч гэж үздэг. зах зээл.

Практик хэрэглээ

Полимер дамжуулагч ба хагас дамжуулагчийг одоо 21-р зууны органоэлектроникийн үндэс гэж үздэг. Мэдээжийн хэрэг, органик нүүрстөрөгчийн молекулууд дээр суурилсан бодисууд цахилгааныг зэсээс муу, микрочипийн үндэс болгон цахиураас ч муу дамжуулдаг. Гэхдээ тэд ямар ч шаардлагатай хэлбэрийг амархан авч чаддаг, хөнгөн, хямд байдаг. Түүнээс гадна өөрчлөгдөж байна химийн найрлага, та эдгээр бодисын шинж чанарыг органик бус бодисоос хамаагүй өргөн хүрээнд өөрчилж болно. Ууссан полимерийг ердийн бэхэн принтерт ачаалж, янз бүрийн электрон төхөөрөмжийг шууд цаас эсвэл бусад уян субстрат дээр цацаж болно. Жишээлбэл, полимер LED-ийг цацах замаар гар утас болон бусад гар төхөөрөмжид зориулж видео дэлгэц хийх боломжтой. Практик талбарт маш олон санаа, хөгжил байсаар байна
дамжуулагч полимерийн хэрэглээ. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар ойрын жилүүдэд эдгээр технологи нь бидний амьдралд бат бөх орох болно.

Цахилгаан дамжуулагч полимерууд - цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг органик полимер. Ийм полимер нь хагас дамжуулагч ба сайн дамжуулагч (металл гэх мэт) байж болно. Металл нь цахилгаан гүйдлийг сайн дамжуулдаг гэдгийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг органик бодистусгаарлагч боловч энэ ангиллын материал нь хоёулангийнх нь шинж чанарыг хослуулсан байдаг. Цахилгаан дамжуулагч полимерүүдийн хамгийн том давуу тал бол тэдгээрийг үйлдвэрлэх чадвар юм. Цахилгаан дамжуулагч полимерууд нь хуванцар тул хуванцаруудын механик шинж чанарыг (уян хатан чанар, бат бөх, уян хатан чанар, уян хатан чанар гэх мэт) өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай хослуулж чаддаг. Тэдний шинж чанарыг тусгай органик синтезийн аргуудыг ашиглан нарийн тохируулж болно.

Химийн бүтэц ба цахилгаан дамжуулах чанарын хамаарал

Полиэтилен гэх мэт уламжлалт полимерүүдэд валентын электронууд нь sp 3 эрлийзжих зэрэг ковалент холбоогоор холбогддог. Ийм "сигма холбогдсон электронууд" нь хөдөлгөөн багатай бөгөөд материалын цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөггүй. Нөхцөл байдал нэгдмэл материалд огт өөр байна. Дамжуулагч полимерууд нь sp 2-эрлийзжүүлсэн нүүрстөрөгчийн тасралтгүй гинжтэй байдаг. Эс бүрийн нэг валентийн электрон нь бусад гурван сигма холбоонд ортогональ байдаг p z тойрог замд байдаг. Материалыг исэлдүүлэх замаар "нэвчүүлэх" үед эдгээр орбиталууд дахь электронууд нь маш их хөдөлгөөнтэй байдаг бөгөөд энэ нь эдгээр задарсан электронуудын заримыг зайлуулдаг. Тиймээс p-орбиталууд нь зурвас үүсгэдэг бөгөөд энэ зурвасын доторх электронууд хэсэгчлэн хоосон үед хөдөлгөөнт болдог. Зарчмын хувьд эдгээр ижил материалыг багасгах бодисоор дүүргэж болох бөгөөд энэ нь хараахан дүүргэгдээгүй зурваст электронуудыг нэмдэг. Практикт ихэнх органик дамжуулагчийг исэлдүүлэх замаар p төрлийн материалыг гаргаж авдаг. Органик дамжуулагчийг исэлдүүлэх урвал нь цахиурын хагас дамжуулагчтай төстэй бөгөөд цөөн тооны цахиурын атомыг олон тооны электронтой атомууд (жишээлбэл, фосфор) эсвэл эсрэгээр цөөн тооны электроноор (жишээлбэл, бор) сольдог. ) n төрлийн хагас дамжуулагч эсвэл p төрлийн тус тус үүсгэх.

Хэдийгээр ихэвчлэн "допинг" дамжуулагч полимерууд нь материалын исэлдүүлэх эсвэл багасгахад оролцдог боловч протик уусгагчтай холбоотой дамжуулагч органик полимерууд нь мөн "өөрийгөө баяжуулж" болно.

Дамжуулагч полимер ба органик бус хагас дамжуулагчийн хоорондох хамгийн чухал ялгаа нь зөөвөрлөгчийн хөдөлгөөн бөгөөд саяхныг хүртэл дамжуулагч полимерүүдийн хувьд органик бус аналогиас хамаагүй бага байсан. Шинэ полимер зохион бүтээх, боловсруулах шинэ технологи хөгжихийн хэрээр энэ ялгаа буурч байна. Бага цэнэгийн хөдөлгөөн нь бүтцийн эвдрэлтэй холбоотой байдаг. Үнэн хэрэгтээ, органик бус аморф хагас дамжуулагчийн нэгэн адил ийм харьцангуй эмх замбараагүй материал дахь дамжуулалт нь үндсэн төлөвүүдийн хооронд фонон үсрэлт, туйлын туннел гэх мэт "хөдөлгөөний цоорхой"-оос хамаардаг.

Холбогдсон полимерууд нь хагас дамжуулагч эсвэл тусгаарлагч юм. Энэ нь тэдгээрийн доторх энергийн зөрүү > 2 эВ байж болох бөгөөд энэ нь дулаан дамжуулахад хэтэрхий том саад болдог гэсэн үг юм. Иймээс полипирол ба полиацетилен гэх мэт нэмэлт хольцгүй полимерууд нь цахилгаан дамжуулах чанар багатай байдаг: 10−10-аас 10−8 S/см хүртэл. Допингийн маш бага түвшинд байсан ч гэсэн (< 1 %) электропроводность возрастает на несколько порядков, до значений порядка 10 −1 См/см. Последующее легирование приводит к насыщению проводимости при значениях около 100-10000 См/см в зависимости от полимера. Самые высокие значения проводимости, известные в настоящее время, получены для эластичного полиацетилена с достоверным значением около 80000 См/см. Хотя пи-электроны в полиацетилене делокализованы вдоль цепи, истинный полиацетилен не является металлом. Полиацетилен имеет переменные одинарные и двойные связи размером 1,45 Å и более 1,35 Å соответственно. После легирования переменные связи уменьшаются, а проводимость увеличивается. Нелегированное увеличение проводимости достигается в полевом транзисторе (органические полевые транзисторы) или путём облучения. Некоторые материалы демонстрируют отрицательное разностное сопротивление и управляемое напряжением «переключение», аналогично тому, как наблюдается в неорганических аморфных полупроводниках.

Материалын ангиуд

Органик дамжуулагч полимерүүдийн сайн судлагдсан ангилалд полиацетилен, полипирол, политиофен, полианилин, поли-п-фенилен сульфид, поли-п-фенилен-винилен (PPV) орно. PPV болон түүний уусдаг деривативууд нь электролюминесцент хагас дамжуулагч полимеруудын прототип болж гарч ирэв. Өнөөдөр поли-3-алкитиофен нь нарны зай ба транзисторын архетип материал юм. Бусад сайн судлагдаагүй дамжуулагч полимерүүдэд: полииндол, полипирен, поликарбазол, полиазулен, полиазерин, полифлуорен, полинафталин орно.

Цахилгаан дамжуулагч полимерүүдийн нийлэгжилт

Полимерыг нэгтгэх олон аргыг боловсруулсан. Ихэнх дамжуулагч полимерууд нь моноциклик прекурсорын холбоог исэлдүүлэх замаар үүсдэг. Энэ урвал нь усгүйжүүлэхэд хүргэдэг:

Нэг асуудал бол полимерийн уусах чадвар бага байдаг. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд хүссэн шинж чанарт хүрэхийн тулд молекулын жин өндөр байх шаардлагагүй.

Шинж чанар ба хэрэглээ

Дамжуулагч полимерүүдийн хэрэглээний цар хүрээ нь тэдгээрийг боловсруулахад хялбар тул байнга өргөжиж байна. Тэдгээрийг антистатик материал болгон ашигладаг бөгөөд арилжааны дэлгэц, батерейнд ашигладаг боловч үйлдвэрлэлийн өндөр өртөг, материалын хангалтгүй шинж чанар, хоруу чанар, уусах чадвар муу, хайлуулах процесст шууд ашиглах боломжгүй зэргээс шалтгаалан тэдгээрийн хэрэглээ хязгаарлагдмал байдаг. Эдгээр нь органик нарны зай, органик гэрэл ялгаруулах диод, идэвхжүүлэгч, электрохромизм, суперконденсатор, биосенсор, уян тунгалаг дэлгэц, цахилгаан соронзон бамбай, магадгүй индий оксидыг орлуулах ирээдүйтэй болохыг уран зохиолд нотолж байна. Дамжуулагч полимерууд нь илүү сайн цахилгаан болон физик шинж чанармөн бага зардлаар. Тэдгээрийн тусламжтайгаар дамжуулагч полимеруудын шинэ нано бүтэцтэй хэлбэрүүд том талбайба илүү сайн тархалт нь нанотехнологийн шинэ санааг өгдөг.

Хэрэглээний саад бэрхшээл

Дамжуулагч полимерууд нь органик уусгагчид бага уусдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн боловсруулалтыг бууруулдаг. Үүнээс гадна цэнэглэгдсэн органик полимер гинж нь ихэвчлэн агаар мандлын чийгэнд тогтворгүй байдаг. Металлуудтай харьцуулахад органик дамжуулагч нь үнэтэй бөгөөд олон үе шаттай синтез шаарддаг. Олон полимерийг сайн боловсруулахын тулд уусгагч орлуулагчийг нэвтрүүлэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь синтезийн үйл явцыг улам хүндрүүлдэг.

Өгүүллэг

Хүчдэлийн удирдлагатай унтраалга, органик полимер электрон төхөөрөмж 1974 Смитсоны чип цуглуулга.

1950 онд полициклик үнэрт нэгдлүүд нь цэнэг дамжуулах цогцолбор дээр хагас дамжуулагч галоген давс үүсгэдэг болохыг олж мэдсэн. Энэхүү олдвор нь органик нэгдлүүд гүйдэл дамжуулах чадвартай болохыг харуулж байна. Органик дамжуулагчийг үе үе хэлэлцдэг бөгөөд BCS-ийн онолын үр дүнд бий болсон хэт дамжуулагчийн таамаглалаас шалтгаалан энэ чиглэл шинжлэх ухааны ертөнцөөс онцгой анхаарал хандуулдаг.

1963 оноос эхлэн Болто болон хамтран ажиллагсад иод агуулсан полипирролын цахилгаан дамжуулах чанарыг мэдээлсэн. Энэ Австралийн бүлэг эцэст нь орчин үеийн утгуудаас холгүй зарим дамжуулагч полимерүүдийн хувьд 0.03 ом см-ээс бага эсэргүүцэлтэй болсон.

Энэ үед полимержих процессыг нарийвчлан судлаагүй. Дамжуулах механизмын загварчлал хараахан хийгдээгүй байсан. Хожим нь де Сурвилл болон түүний хамтрагчид полианилины өндөр цахилгаан дамжуулах чанарыг мэдээлсэн. 1980 онд Диаз, Логан нар полианилиныг боломжит электродын материал гэж мэдээлсэн.

Энэхүү судалгаа нь эмнэлгийн хэрэглээнд ойр байсан тул полимер физик, химийн анхны ажлын ихэнхийг меланинаар хийсэн. Жишээлбэл, 1960-аад оны эхээр Блойс болон түүний хамтрагчид меланиныг хагас дамжуулагч шинж чанарыг олж илрүүлж, улмаар түүний физик бүтэц, шинж чанарыг тодорхойлж эхлэв. Хатуухан хэлэхэд бүх полиацетилен, полипиррол, полианилин нь меланин юм.

1974 онд МакГиннесс "идэвхтэй органик полимер электрон төхөөрөмж"-ийг тодорхойлсон: хүчдэлийн удирдлагатай хоёртын унтраалга. Энэ төхөөрөмж нь полианилин, полипиррол, полиацетилений өөрөө хайлштай сополимер болох DOPA-меланиныг ашигладаг. Энэ ажил нь сонгодог сөрөг дифференциал эсэргүүцлийн хэрэглээг харуулж байна.

1977 онд Алан Хигер, Алан МакДиармид, Хидеки Ширакава нар исэлдүүлсэн иоджуулсан полиацетиленийн өндөр цахилгаан дамжуулах чанарыг мэдээлсэн. Эдгээр судлаачид дараа нь органик дамжуулагч дахь дамжуулалтын бүтэц, механизмын талаар шинэ бүтээлүүдийг хэвлүүлсэн. Энэхүү судалгааныхаа төлөө тэд 2000 онд химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ. "Дамжин дамжуулагч полимерийг нээж хөгжүүлсний төлөө".

Сайтын газрын зураг:

Туйлын полимерууд нь тэдгээрийн бүтцэд байнгын диполууд байдгаараа онцлог юм. Хэрэв полимерийн хэлбэрийг хатуу тогтоовол молекулын үүссэн момент нь бие даасан сегментүүдийн моментийг нэмэх эсвэл хасах эсэхээр тодорхойлогдоно. Ерөнхийдөө полимер молекулууд нь нэг тогтсон конформацид байдаггүй бөгөөд туршилтын утга - язгуур-дундаж-квадрат диполь момент - олон янзын конформацийн дундаж утга юм.

Туйлын полимеруудад диэлектрик тогтмолыг зөвхөн электроникоор бус резонансын болон сулралын туйлшралаар тодорхойлно. Резонансын туйлшрал үүсэх онцлог хугацаа нь температураас хамаардаг бөгөөд 10-13 -10-12 секунд байна. Тайвшрах туйлшралыг бий болгох хугацаа нь температураас хамаардаг бөгөөд олон тооны дарааллаар өөрчлөгддөг. Иймээс туйлын полимерүүдийн диэлектрик тогтмол нь давтамжтайгаар буурч, температураас нарийн төвөгтэй байдлаар хамаардаг.

Поляр полимерүүдийн хувьд диэлектрик тогтмол нь туйл бишээс өндөр байдаг тул температур нэмэгдэх тусам молийн туйлшрал буурдаг. Энэ тохиолдолд (1.5) хамаарлыг хэлбэрт шилжүүлнэ

Молекулын деформацийн туйлшрах тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүд хаана байна, молекулын түүний тогтмол (үр дүнд бий болсон) диполь момент, Больцманы тогтмол ба температур. (1.6) тэгшитгэлийг ихэвчлэн молийн туйлшралын Debye тэгшитгэл гэж нэрлэдэг.

Атомын бүлгүүдийн диполь моментууд нь тэдгээрийн харьяалагдах молекултай химийн холболтын төрлөөс ихээхэн хамаардаг. Молекул ба түүний хүрээлэн буй орчны хоорондын хүчтэй харилцан үйлчлэлийг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд үүний үр дүнд орон нутгийн

Захиалга хийхдээ корреляцийн коэффициентийг оруулахыг харгалзан үзсэн бөгөөд үүнийг дараахь байдлаар тодорхойлсон болно.

Энд систем дэх хамгийн ойрын молекулуудын тоо, γ нь жишиг цэг дэх молекул ба түүний хамгийн ойрын хөршийн хоорондох өнцөг юм. Корреляцийн коэффициент болон Фрохлихийн хийсэн бусад сайжруулалтыг харгалзан үзэхэд эцсийн үр дүн нь молекулын диполь моменттой макроскопийн нэвтрүүлэх чадварыг холбосон дараах тэгшитгэлийг (Фрохлихийн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг) гаргав.

Өгөгдсөн диэлектрик дэх гэрлийн хугарлын илтгэгч хаана байна.

Бүх туйлтай полимерүүдэд хоёр төрлийн сулрах алдагдлыг ялгадаг: диполь-сегментал ба диполь-бүлэг. Эхний төрөл нь гол молекулын гинжин хэлхээний гулзайлтын чичиргээ хэлбэрээр илэрхийлэгдэж болох макромолекулуудын том хэмжээний сегментүүдийн хөдөлгөөнөөс үүсдэг. Хоёр дахь төрлийн алдагдал нь макромолекулын хажуугийн мөчрүүдэд агуулагдах жижиг туйлын бүлгүүдийн эргэлттэй холбоотой юм. Полимер нь өөр өөр хөдөлгөөнтэй туйлтай бүлгүүдтэй байх үед диполь бүлгийн алдагдлын максимум (β, γ, δ) хэд хэдэн муж ажиглагддаг. Туйлын бүлгүүдийн зарим хөдөлгөөн нь гелийн температур хүртэл хадгалагддаг гэдгийг анхаарна уу.

Полимерийн туйлшрал ихсэх тусам цахилгаан дамжуулах чанараас үүдэлтэй диэлектрикийн алдагдал нэмэгддэг. Тэд бага давтамжтайгаар өндөр температурт ажиглагдаж, температур нэмэгдэхийн хэрээр экспоненциалаар нэмэгддэг.

янз бүрийн электрон чип дэх дамжуулагч ба хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох холболтууд нь тэдгээрийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.

Полимидуудыг орчин үеийн микроэлектроникт хамгийн ирээдүйтэй тусгаарлагч материалын нэг гэж үздэг. Эдгээр полимерууд нь дулааны, механик болон цахилгааны сайн шинж чанартай байдаг тул диэлектрик дамжуулалтыг бууруулснаар цаашид сайжруулж болно. Хамгийн энгийн үнэрт полиимидын нэг нь дараах бүтцийн томьёотой.

Полиимидын диэлектрик тогтмолыг багасгахын тулд C-F бондын туйлшрал нь C-H бондынхоос бага байдаг тул устөрөгчийн атомуудын нэг хэсгийг фторын атомаар солихыг санал болгосон , гэхдээ энэ нь өндөр давтамжийн диэлектрик тогтмолд нөлөөлдөггүй, харин бага давтамжтай үед түүний өсөлтөд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч полиимидыг ихэвчлэн шилэн шилжилтийн температураас доогуур температурт ашигладаг тул чиг баримжааны туйлшрал нь хэцүү бөгөөд үйл ажиллагааны давтамжийн мужид чухал хувь нэмэр оруулдаггүй. Түүнээс гадна тэгш хэмтэй орлуулалтыг ашиглах нь диполь момент үүсэхээс зайлсхийхэд тусална.

Фторжуулсан полиимидыг ашиглах нь диэлектрик дамжуулалтыг 3.4-аас 2.8 хүртэл бууруулах боломжтой болгодог.

Диэлектрик тогтмолыг багасгах өөр нэг арга бол полимер материал дахь чөлөөт эзэлхүүний1 хувийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Чөлөөт эзэлхүүний өсөлт нь нэгж эзэлхүүн дэх туйлшрах бүлгийн тоо буурахад хүргэдэг бөгөөд ингэснээр полимерийн диэлектрик дамжуулалтыг бууруулдаг. Энэ арга нь диэлектрик дамжуулалтыг анхны утгаас хэдэн арван хувиар бууруулах боломжтой болохыг тооцоолсон.

Ерөнхийдөө хоёр аргыг авч үзвэл бага диэлектрик тогтмол молекулын бүтцийг бий болгоход чөлөөт эзэлхүүнийг хянах нь туйлшрал багатай функциональ бүлгүүдийг сонгохтой адил чухал гэж бид дүгнэж болно.

Диэлектрик багатай полимер диэлектрикийг бий болгохын зэрэгцээ сүүлийн жилүүдэд хэт өндөр диэлектрик дамжуулалт бүхий нимгэн хальсан полимер диэлектрик материалыг бий болгох өөр нэг ажил чухал болж байна. Тэдгээрийг органик орчинд хаалганы диэлектрик давхарга болгон ашиглах ёстой талбайн эффект транзисторууд(OPT). OPT хаалганы диэлектрикүүдэд хэд хэдэн тусгай шаардлагыг тавьдаг. Эдгээр давхаргууд нь өндөр диэлектрик тогтмол, бага дамжуулалт, алдагдалтай байх ёстой бөгөөд тэдгээрийн зузаан нь хэдэн зуун нанометрээс хэтрэхгүй байх ёстой. Одоогийн байдлаар OPT үйлдвэрлэхэд SiO2, Ta2O5, Al2O3 болон бусад хэд хэдэн органик бус ислийн нимгэн давхаргыг хаалганы диэлектрик давхарга болгон өргөн ашиглаж байна. Эдгээр ислийн диэлектрик тогтмол нь ойролцоогоор 6-30, давхаргын зузаан нь 5-аас 500 нм байна.

1 Полимер дэх чөлөөт эзэлхүүн нь атомуудын эзэлдэг хэмжээнээс илүү эзэлхүүн бөгөөд тэдгээрийн ван дер Ваальсийн радиус, эзэлхүүн дээр үндэслэнэ.

Органик бус ислээс полимер диэлектрик давхаргад шилжих ажил нь оксидын диэлектрик бүхий OPT үйлдвэрлэх "хэвлэгч"1 технологийг хэрэгжүүлэхэд хэцүү тул OPT үйлдвэрлэх технологийг хялбарчлах шаардлагатай холбоотой юм.

Поляр полимер диэлектрикийг эдгээр зорилгоор ашиглаж болох ирээдүйтэй материал гэж үзэх нь зүйтэй. Полимер диэлектрик нь онцгой анхаарал татаж байгаа бөгөөд тэдгээрийн молекулууд нь том диполь момент бүхий туйлын бүлгүүдийг агуулдаг. Энэ ангиллын полимер диэлектрикийн ердийн төлөөлөгч бол поливинил спирт цианидын эфир (CEPS) юм. CEPS мономер нэгжийн бүтцийн томъёо нь хэлбэртэй байна

CEPS нь мэдэгдэж байгаа полимер материалуудын дунд диэлектрикийн хамгийн өндөр утгуудын нэгээр тодорхойлогддог. Ойролцоогоор 103 Гц давтамжтай энэ полимерийн ε утга нь тэнцүү байна

15, tgδ нь 0.1 – 0.15-аас ихгүй байна.

CEPS-ийн ийм мэдэгдэхүйц диэлектрик тогтмол нь өндөр туйлттай нитрил (CN) агуулагддагтай холбоотой юм.

бонил (C=O) ба гидроксил (OH) бүлгүүд гадны нөлөөн дор чиглүүлэх чадвартай цахилгаан орон(Зураг 1.12). Эдгээр бүлгүүдийн таатай чиглэлтэй бол диполь моментийн хамгийн их утга нь 5.13 D-тэй тэнцүү боловч дунджаар нийт

1 "Хэвлэгч" OPT үйлдвэрлэлийн технологи нь бэхэн хэвлэх арга, түүнчлэн бичил контактаар хэвлэх, дулаан дамжуулалтаар хэвлэх хэвлэх арга дээр суурилдаг.

мономерийн нэгжийн диполь момент (корреляцийн коэффициент g = 0.84-ийг харгалзан үзэх) 3.63 D.

Цагаан будаа. 1.12. CEPS мономер нэгжийн чухал диполь момент нь туйлын бүлгүүдийн чиг баримжаагийн үр дүнд үүсдэг.

Полимер диэлектрикийг янз бүрийн зүйлд өргөн ашигладаг электрон төхөөрөмж. Органик электроникийн хувьд тэдгээрийг ихэвчлэн нимгэн хальс хэлбэрээр ашигладаг тул харьцангуй бага ажиллах хүчдэлтэй байсан ч тэдгээрийн доторх цахилгаан талбайн хүч нь мэдэгдэхүйц утгад хүрдэг. Үнэн хэрэгтээ, 100 нм зузаантай хальсанд 10 В хүчдэлд өртөх үед талбайн дундаж хүч нь аль хэдийн 106 В / с байдаг боловч полимерийн орон нутгийн бүс нутагт, жишээлбэл аморф эсвэл талст бүсийн хил дээр эсвэл электрод-полимер интерфэйс дээр энэ нь энэ утгыг мэдэгдэхүйц давж болно. Тиймээс нимгэн полимер хальсны цахилгааны хүч чадал, тэдгээрийн гүйцэтгэлтэй холбоотой асуудлууд хүчтэй байдаг цахилгаан ороннэн чухал ач холбогдолтой болсон.

Киноны цахилгаан эвдрэл нь тодорхой талбайн хүч чадалд хүрэхэд тохиолддог чухал үйл явдал биш гэдгийг одоо тогтоосон. Тэдний цахилгаан орон дахь ашиглалтын хугацаа (бат бөх чанар) нь талбайн хүч нэмэгдэх тусам экспоненциалаар буурдаг. Цахилгаан эвдрэл

полимер хальсыг хоёр дараалсан үе шатаас бүрдэх процесс гэж үзэж болно. Эхний (бэлтгэл) үе шатанд макромолекулуудын гэмтэл нь цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хуримтлагддаг. Энэ үе шатны үргэлжлэх хугацаа нь цахилгаан талбар дахь хальсны дээжийн бат бөх чанарыг тодорхойлдог (полимер дээр хүчдэл өгөхөөс эхлээд задрах хүртэл хугацаа). Хоёр дахь (эцсийн) шатанд полимер диэлектрик нь гүйдлийн урсгалыг эсэргүүцэх чадвараа алддаг. өндөр нягтралтай, түүний огцом өсөлт ажиглагдаж байна, өөрөөр хэлбэл цахилгаан эвдрэл үүсдэг.

Олон тооны полимерийн хальсны цахилгаан хүчийг тогтмол, ээлжлэн, импульсийн хүчдэлд судалсан. Судалгаанаас харахад полимерийн нимгэн хальс задрах нь харилцан адилгүй байдаг

хувийн төрөл нь (2-6) 108 В/м-ийн хүч чадалтай талбайд тохиолддог.

Энэ утга нь хязгаарлагдмал хэсэгчилсэн цэнэгийн нөхцөлд илүү зузаан полимер хальсыг нэвтлэх талбайн хүчнээс бараг ялгаатай биш юм.

Нимгэн хальсан полимер байгууламжийн цахилгаан эвдрэлийн механизмыг авч үзэхэд ашигладаг арга барилыг ихээхэн тодорхойлдог чухал хүчин зүйлүүд бол тэдгээрийн цахилгаан бат бөх чанар нь талбайн хүчнээс хамаарах байдал, хүчдэлийн өсөлтийн хурд ба электродын материалын нөлөөлөл юм. эвдрэлийн хүчдэл.

Нимгэн полимер хальсыг цахилгаанаар устгах нь үнэхээр үр дагавар гэдгийг илтгэж болох тул цахилгаан талбайн хүч чадлын эдэлгээ, хүчдэлийн өсөлтийн хурд нь эвдрэлийн бат бөх байдалд үзүүлэх нөлөө нь маш чухал баримт юм. эвдрэлд хүргэдэг эвдрэл (өөрчлөлт) аажмаар хуримтлагдах. Энэ процессын явцад тодорхой цаг хугацааны үед хүчтэй цахилгаан орны нөлөөн дор полимер диэлектрик нь "диэлектрик шинж чанараа" алддаг нөхцөл бүрддэг.

шинж чанарууд "болон их хэмжээний гүйдэл дамжуулах чадвартай болж, дулаан ялгарснаас болж сүйрэлд (эвдрэлд) хүргэдэг.

Цахилгаан орон дахь полимер материалын задрал нь полимер молекул дахь химийн холбоо тасрах, цэнэгийг дахин нэгтгэх үед энерги ялгарах, өндөр нягтралтай гүйдлийн урсгалын үед дулаан ялгарах зэргээс шалтгаалан үүсдэг.

1.6. ӨТӨХ ДАМЖУУЛАХ ЧАДВАРТАЙ ПОЛИМЕРҮҮД

Полимер диэлектрик ба дотоод дамжуулагч полимер хоёрын гол ялгаа нь эхнийх нь сүүлийнхтэй ижил химийн холбоо агуулаагүй явдал юм.

А.В.Ванниковын санал болгосон ангиллын дагуу дамжуулагч полимерүүдийн дотроос цэнэгийн тээвэрлэлтийн шинж чанарт үндэслэн дараахь бүлгүүдийг ялгаж салгаж болно.

1. Дамжуулах чадвар нь поликоньюгат полимер гинжин хэлхээний дагуу цэнэглэгчдийн тээвэрлэлтээр тодорхойлогддог. Энэ бүлгийн полимеруудын ердийн төлөөлөгчид нь чиглэсэн полиацетилен, политиофен, полипирол юм.

2. Цэнэг зөөвөрлөгчид полимер поликоньюгат гинжний дагуу хөдөлдөг боловч нийт тээвэрлэлт нь полимер гинж хоорондын цэнэг зөөгчийг үсрэх замаар тодорхойлогддог. Энэ том бүлэгт олон тооны полифенилен винилен дериватив, полиметилфенилсилилен болон бусад зүйлс орно. Молекул хоорондын цэнэгийн шилжилт нь тээвэрлэлтэд ихээхэн саад болдог тул ийм полимер дэх цэнэгийн тээвэрлэгчдийн хөдөлгөөн нь молекул доторх хөдөлгөөнөөс хамаагүй бага байдаг гэдгийг энд тэмдэглэх нь зүйтэй.

3. Орон нутгийн тээврийн төвүүд нь поликоньюгацигүй полимерын үндсэн гинжин хэлхээнд байрладаг, жишээлбэл, үндсэн гинжин хэлхээнд трифениламин эсвэл антрацений тээвэрлэлтийн бүлгүүдийг агуулсан полиимид.

4. Орон нутгийн тээврийн төвүүд нь полимер нурууны хажуугийн орлуулагч юм. Эдгээрт поливинилкарбазол, полиэпоксипропилкарбазол, поливинилантрацен гэх мэт орно.

5. Сүүлчийн, хамгийн өргөн хүрээтэй бүлэгт идэвхтэй бага молекулын нэгдлүүдийг агуулсан полимерууд орно. Ийм нэгдлүүдэд энэ нь дүрмээр бол полимер матрицыг тодорхойлдогсистемийн физик, механик болон спектрийн шинж чанарууд.

2-5-р бүлэгт хамаарах полимеруудын дамжуулалтын механизм нь үсрэх бөгөөд цэнэгийн тээвэрлэгчийг тээврийн төвөөр дамжуулдагтай холбоотой юм. Түүний мөн чанар, ажиглагдахуйц хэв маягийн хувьд энэ нь хөдөлгөөний үсрэх механизмтай төстэй юм. Полимерийн шинж чанараас хамааран тэдгээрийн хөдөлгөөн нь электрон эсвэл нүхтэй байж болно.

Нүхний тээвэрлэлт нь иончлох боломж багатай тээврийн төвүүдээр дамждаг. Эдгээр нь ихэвчлэн үнэрт амины бүлгүүд эсвэл нэгдлүүд юм. Нүхний тээвэрлэлт нь төвийг сахисан тээврийн төвийн хамгийн өндөр дүүрсэн молекул орбиталаас (HOMO түвшин) хөрш зэргэлдээх эерэг цэнэгтэй тээврийн төвийн молекулын тойрог замд электрон үсрэхтэй холбоотой юм.

Электрон тээвэрлэлт нь электроны хамгийн их хамаарал бүхий тээврийн төвүүдээр дамждаг. Ихэнх тохиолдолд хүчилтөрөгч агуулсан бүлгүүд ийм төвөөр ажилладаг. Сөрөг цэнэгтэй төвийн молекулын тойрог замаас электрон нь хөрш зэргэлдээ төвийг сахисан тээврийн төвийн хамгийн бага чөлөөт тойрог замд (LUMO түвшин) шилждэг.

дамжуулах чанар,

Бүтцийн томъёо нэр

полиацетилен 10 4

полифенилен 10 3

полипирол 10 3

политиофен 10 3

полианилин 10 2

Цагаан будаа. 1.13. Дамжуулах полимерүүдийн бүтцийн томъёо

Эхний бүлэгт хамаарах полимеруудын цахилгаан дамжуулах чанарыг полимер гинжин хэлхээний цахилгаан дамжуулах чанараар тодорхойлно. Эдгээр полимерууд нь бараан дамжуулалт өндөртэй полимер гэж ангилагддаг. Тэдгээрийн заримын бүтцийн томъёо, тодорхой дамжуулалтыг Зураг дээр үзүүлэв. 1.13.

-/a 0 /a

Цагаан будаа. 1.14. Моноатом шугаман гинжин хэлхээний электроны долгионы вектороос энергийн хамаарлын график (a) ба төлөвийн нягтрал (E)

энэ хэлхээний хувьд (b). T = 0 үед электронууд эзэлдэг төлөвүүд сүүдэртэй байдаг