DSCN2168 (2)

ĆWICZENIE NR 9

Badanie zmian przewodnictwa elektrycznego w funkcji czasu domieszkowania akceptorami elektronów (1₂) dla poli(3-alkilotiofenu).

WSTĘP TEORETYCZNY

Przykładem polimeru przewodzącego prąd elektryczny jest polimer podstawiony związkami alkilowymi, np. poli(3-alkilotiofen).

Występują tu sprzężone wiązania n - wiązania podwójne. Poli(tiofen) jest nierozpuszczalny, nietopliwy i trudno przetwarzalny, dlatego jego modyfikacja pozwala uzyskać polimer rozpuszczalny. Podstawnikami mogą być związki alkilowe większe lub równe butanowi (liczba atomów węgla większa niż 3). Taki podstawnik alkilowy powoduje rozszerzenie (oddalenie) merów, w związku z czym rozpuszczalnik może dyfundować do łańcucha.

Poza przewodzeniem prądu takie modyfikowane polimery wykazują aktywność optyczną (fotoluminescencja i elektroluminescencja). Aby zwiększyć przewodnictwo często stosuje się różnego rodzaju domieszki (zmniejsza się bariera energetyczna pomiędzy poziomami walencyjnym i przewodnictwa). Wyróżniono domieszki typu n i p. W przypadku półprzewodników domieszkowanych typu p elektrony są utrzymywane przez atomy domieszki i ich całkowita energia (poziom Fermiego) obniża się (leży bliżej pasma walencyjnego). Natomiast w przypadku półprzewodników domieszkowanych typu n elektrony uwalniane są z atomów domieszki i poziom Fermiego zbliża Siudo poziomu przewodnictwa. Cząstki domieszkujące dzieli się na:

1 Akceptory elektronów — AICI3, FeCh, Z1CI4, SbFs, AsFj, Br2.l1 itp.;

• Donory elektronów - litowce, głównie Li, Na, K w postaci nadchloranów;

W przypadku poli(3-alkilotiofenu) zastosowano jako domieszkę jod. Schemat domieszkowania jodem przedstawiono w poniższych równaniach:

3/₂ +[CP] —> 211 +[C/^>]^2ł    (1)

5/j + [CP] -> 2/j + [CP]^2t    (2)

W myśl równania (1) reaguje z jodem 50-60% polimeru, natomiast w myśl równania (2) reaguje 1-10% polimeru. Należy zwrócić uwagę, że jednocześnie następuje zmiana topologii