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  • 導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理是什么?

    導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理是什么?
    物理人氣:444 ℃時(shí)間:2020-03-23 01:38:51
    優(yōu)質(zhì)解答
    你所問的應(yīng)該是本征型導(dǎo)電高分子材料 (結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子),即高分子本身具備傳輸電荷的能力,結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子本身具有“固有”的導(dǎo)電性,由聚合物結(jié)構(gòu)提供導(dǎo)電載流子(包括電子、離子或空穴).這類聚合物經(jīng)摻雜后,電導(dǎo)率可大幅度提高,其中有些甚至可達(dá)到金屬的導(dǎo)電水平.
    高分子聚合物導(dǎo)電必須具備兩個(gè)條件:
    (1)要能產(chǎn)生足夠數(shù)量的載流子(電子、空穴或離子等);
    (2)大分子鏈內(nèi)和鏈間要能夠形成導(dǎo)電通道.
    A. 離子型導(dǎo)電高分子材料
    ① 非晶區(qū)擴(kuò)散傳導(dǎo)離子導(dǎo)電
    無論是線型、分枝型還是網(wǎng)狀對于大多數(shù)聚合物來說,完整的晶體結(jié)構(gòu)是不存在的,基本屬于非晶態(tài)或者半晶態(tài).離子導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電方式主要屬于非晶區(qū)擴(kuò)散傳導(dǎo)離子導(dǎo)電,即非晶區(qū)傳輸過程.
    ② 自由體積導(dǎo)電理論
    雖然在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)聚合物呈現(xiàn)某種程度的“液體”性質(zhì),但是聚合物分子的巨大體積和分子間力,使聚合物中的離子仍不能像在液體中一樣自由擴(kuò)散運(yùn)動,聚合物本身呈現(xiàn)的僅僅是某種粘彈性,而不是液體的流動性.
    B.電子型導(dǎo)電高分子材料
    作為主體的高分子聚合物大多為共軛體系(至少是不飽和鍵體系),長鏈中的π鍵電子較為活潑 ,特別是與摻雜劑形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物后 ,容易從軌道上逃逸出來形成自由電子.大分子鏈內(nèi)與鏈間π電子軌道重疊交蓋所形成的導(dǎo)電能帶為載流子的轉(zhuǎn)移和躍遷提供了通道.在外加能量和大分子鏈振動的推動下 ,便可傳導(dǎo)電流.
    (摻雜導(dǎo)致的結(jié)果:在聚合物的空軌道中加入電子或從占有軌道中拉走電子,從而改變原有電子能帶的能級,產(chǎn)生能量居中的半充滿能帶,減小能帶間的能級差,使自由電子遷移阻力降低.)
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