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导电聚合物的导电机理

聚合物分子导电应具备的-条件是：分子链应该是一个大竹共轭体系(共轭双键或共轭与带有未成键p轨道的杂原子n、s等偶合)与金属导电需要自由电子和供电子运动的轨道一样，聚合物的导电也需要有电荷载体和可供电荷载体自由运动的分子轨道，由于大多数聚合物本身不具有电荷载体，导电聚合物的所必需的电荷载体是由”掺杂”过程提供的。实验结果表明pedot∶pss/tio_2纳米管肖特基结的紫外探测结构性能-。关于掺杂后导电聚合物的导电机理，目前比较成熟的观点.

主链具有共轭或大仃结构的聚合物，在理想状态下，电子在整个主链或共轭链段上离域，单体的分子轨道相互作用，g占有轨道形成价带，d空轨道形在导带，在不考虑热运动及光跃迁时，价带层完全充满电子，导带层全空，价带层与导带层之间存在能隙 ，因此它们的导电性通常很低，掺杂过程相当于把价带中的一些能量较高的电子氧化掉、从而产生空穴(阳离子自由基)，其能量介于价带层与导带层之间，由于阳离子自由基以极化周围介质的方式来稳定自已，因此也称为极化子。如果对共轭链进行重掺杂，则可能在极化分子的基础上形成双极化子或双极子带，极化子和双极化子可能过双键迁移沿共轭传递，从而使聚合物导电。上述导电聚合物的导电机理是建立在无机半导体价带理论基础之上的，虽然能够-的解释导电聚合物的实验现象，但是是否完全真实反映了导电聚合物的机理尚待进一步研究。利用电化学阳极氧化方法制备了高度有序的tio_2纳米管阵列,采用旋涂方法在纳米管表面制作一层聚(3,4-亚乙二--吩)∶聚(b乙x磺酸)(pedot∶pss)薄膜构建pedot∶pss/tio_2纳米管肖特基结并研究了其紫外探测性能。

pss在ito基片上旋涂作为空穴传输层,并且在旋涂pedot∶pss的过程中在与ito玻璃平面垂直的方向施加一个-聚合物取向的高压电场,试验着重研究了所加电场强度对双层器件:ito/pedot∶pss/meh-ppv/al器件性能的影响。测试结果表明,旋涂时所加电场的大小对器件的发光强度和起亮电压都有明显的影响。随着所加电场的增大,器件发光强度明显增加,起亮电压减小。由此表明:在高电场作用下,聚合物分子链沿电场方向发生了取向,而且随着电场增强这种取向作用会表现得越明显,并且在pedot∶pss膜表层会形成一个梯度变化的pss-,使得从ito到meh-ppv的功函数逐渐上升,降低空穴注入势垒,增强了空穴的注入效率。8wt%，实现了泽贝克系数和电导率的同时提升，获得了功率因子超过100mw/mk2的复合薄膜，比纯的pedot:dbsa基体提高了50%以上。

研究者对pedot:pps:cfe电极进行了机械柔韧性测试。在3 mm弯折曲率半径下，该电极相较ito电极表现出-的柔韧性。通过对不同薄膜的-挠度曲线测试，可以发现pedot:pps:cfe的杨氏模量明显降低，从而减少了透明导电薄膜在弯折情况下所受到的机械应力。这一结论也通过有限元应力模拟和弯折前后电极的显微镜照片得到证实。而通过对pedot/pss进行修饰，又可以提高电极的稳定性进而提高器件的性能。