İçeriğe atla

İletken polimer

Bazı iletken polimerlerin kimyasal yapıları. Saat yönünün sol üstünden: poliasetilen; polifenilen vinilen; poliprol (X = NH) ile politiyofen (X = S); ve poliprol (X = NH) ile polifenilen sülfit (X = S).

İletken polimer veya kendiliğinden iletken polimerler (ICP'ler) elektriği ileten organik polimerlerdir.[1] Bu tür bileşikler metalik iletkenliğe sahip olabilir veya yarı iletkenler olabilir. İletken polimerlerin en büyük avantajı, esas olarak dağılma özelliği ile işlenebilir olmalarıdır. İletken polimerler genellikle termoplastik değildir, yani termoform değildir. Ancak, yalıtıcı polimerler gibi, organik maddelerdir. Yüksek elektrik iletkenliği sunabilirler, ancak ticari olarak temin edilebilen diğer polimerlere benzer mekanik özellikler göstermezler. Elektriksel özellikler, organik sentez yöntemleri[2] ve gelişmiş dispersiyon teknikleriyle ince ayar yapılabilir.[3]

Tarihçe

Polianilin, ilk olarak 19. yüzyılın ortalarında, anilinin asidik ortamda elektrokimyasal ve kimyasal oksidasyon ürünlerini araştıran Henry Letheby tarafından tanımlanmıştır. Azaltılmış formun renksiz olduğunu ancak okside olmuş formların masmavi olduğunu belirtmiştir.[4]

İlk yüksek iletken organik bileşikler yük aktarma kompleksleriydi.[5] 1950'lerde, araştırmacılar polisiklik aromatik bileşiklerin halojenlerle yarı iletken yük aktarma kompleks tuzları oluşturduğunu bildirdi.[4] 1954'te, Bell Labs ve diğer yerlerdeki araştırmacılar, 8 ohm cm kadar düşük dirençlere sahip organik yük aktarma kompleksleri bildirdi.[6][7] 1970'lerin başlarında, araştırmacılar tetratiafulvalin tuzlarının[8] neredeyse metalik iletkenlik gösterdiğini buldu, 1980'de ise süper iletkenlik özelliğini gösterdi. Yük transfer tuzları konusunda geniş araştırmalar bugün devam etmektedir. Bu bileşikler teknik olarak polimer olmasa da, bu organik bileşiklerin akımı taşıyabildiğini gösterdi. Organik iletkenler daha önce aralıklı olarak tartışılırken, bu alan özellikle BCS teorisinin keşfedilmesini takiben süperiletkenlik tahmini sayesinde ilgi gördü.[9]

1963'te Avustralyalı BA Bolto, DE Weiss ve arkadaşları 1 ohm-cm gibi düşük dirençlere sahip polipirol türevleri raporladı.[10][6] Atıfları, benzer yüksek iletkenliğe sahip oksitlenmiş poliasetilenlerin birden fazla raporunu göstermektedir. Belirgin yük aktarma kompleksleri (bazıları süper iletken dahi olabilmektedir) haricinde, organik moleküller daha önceleri yalıtkan veya en iyi ihtimalle zayıf olarak ileten yarı iletkenler olarak kabul edilirdi. Daha sonra, DeSurville ve arkadaşları bir polianilin içinde yüksek iletkenlik olduğunu bildirdi.[11] Aynı şekilde, 1980 yılında, Diaz ve Logan elektrot görevi görebilecek polianilin filmlerini bildirdi.[12]

Çoğunlukla 100 nanometreden daha ufak olan kuantum aleminde çalışırken, "moleküler" elektronik işlemler toplu olarak makro ölçekte gösterilebilir. Örneğin, kuantum tünelleme, negatif direnç, fonon destekli sıçrama ve polaronlar. 1977'de Alan J. Heeger, Alan MacDiarmid ve Hideki Shirakawa, oksitlenmiş iyot katkılı poliasetilende benzer yüksek iletkenlik olduğunu bildirdi.[13] Bu araştırma için, "iletken polimerlerin keşfi ve geliştirilmesi için" 2000 Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü.[14] Poliasetilenin kendisi pratik uygulamalar bulamadı, ancak bilim adamlarının dikkatini çekti ve alanın hızlı büyümesini teşvik etti.[4] 1980'lerin sonlarından bu yana, organik ışık yayan diyotlar (OLED'ler) iletken polimerlerin önemli bir uygulaması olarak ortaya çıkmıştır.[15][16]

Türleri

Lineer omurga "polimer karaları" (poliasetilen, polipirol, poliindol ve polianilin) ve bunların kopolimerleri, iletken polimerlerin ana sınıfıdır. Poli (p-fenilen vinilen) (PPV) ve çözünür türevleri, prototipik elektrominesans yarı iletken polimerler olarak ortaya çıkmıştır. Günümüzde poli (3-alkiltiyofenler) güneş pilleri ve transistörler için arketipik malzemelerdir.[4]

Aşağıdaki tablo, bileşimlerine göre bazı organik iletken polimerler sunmaktadır. İyi çalışılan sınıflar kalın olarak yazılmıştır ve daha az çalışılan sınıflar italiktir.

Ana zincir içeriği Mevcut Heteroatomlar
Heteroatom yok Azot içerenKükürt içeren
Aromatik halkalar N aromatik halkada:
  • Poli (pirol)ler (PPY)
  • Poli karbazoller
  • Poli indoller
  • Poli azepinler

N aromatik halkanın dışında:

  • Polianilin (PANI)
S aromatik döngüde:
  • Poli (tiyofen) s (PT)
  • Poli (3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT)

S aromatik halkanın dışında:

  • Poli (p-fenilen sülfit) (PPS)
Çift bağlar
  • Poli (asetilen)ler (PAC)
Aromatik halkalar ve çift bağlar
  • Poli (p-fenilen vinilen) (PPV)

Sentez

İletken polimerler birçok yöntemle hazırlanır. İletken polimerlerin çoğu, monosiklik öncüllerin oksidatif eşleşmesiyle hazırlanır. Bu tür reaksiyonlar dehidrojenasyon gerektirir:

nH–[X]–H → H–[X]n–H + 2(n–1)H+ + 2(n–1) e-

Çoğu polimerin düşük çözünürlüğü zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Bazı araştırmacılar, çözünürlüğü artırmak için monomerlerin bir kısmına veya tümüne çözünürlüğü arttırıcı fonksiyonel gruplar ekler. Diğerleri, sudaki nanoyapılar ve yüzey aktif cismi ile stabilize edilmiş iletken polimer yayılımlarının oluşumu yoluyla bunu ele alır. Bunlar arasında polianilin nanolifleri ve PEDOT: PSS bulunur. Birçok durumda, iletken polimerlerin moleküler ağırlığı, polietilen gibi geleneksel polimerlerden daha düşüktür. Bununla birlikte, bazı durumlarda, istenen özelliklerin elde edilmesi için moleküler ağırlığın yüksek olmasına gerek yoktur.

İletken polimerleri sentezlemek için kullanılan iki ana yöntem vardır, kimyasal sentezi ve elektro (ko) polimerizasyon. Kimyasal sentez, basit monomerlerin ısıtma, presleme, ışığa maruz kalma ve katalizör gibi çeşitli koşullar altına yerleştirilmesiyle monomerlerin karbon-karbon bağlarının bağlanması anlamına gelir.[17] Avantajı, yüksek verimlidir. Bununla birlikte, son üründe olası birçok kirlilik vardır. Elektro (ko) polimerizasyon, reaktörler veya monomerler içeren üç elektrotun (referans elektrot, karşı elektrot ve çalışma elektrotu) çözeltiye eklenmesi anlamına gelir. Elektrotlara voltaj uygulanarak, polimerin sentezlenmesi için redoks reaksiyonu desteklenir. Elektro (ko) polimerizasyon ayrıca döngüsel voltaj[18] ve sabit voltaj uygulanarak Döngüsel Voltametri ve Potansiyostatik yöntemle ayrılabilir. Electro (ko) polimerizasyonun avantajı, ürünlerin yüksek saflığıdır. Ancak yöntem bir seferde sadece biraz ürün sentezleyebilir.

Elektriksel iletkenliğin moleküler temeli

Bu gibi polimerlerin iletkenliği çeşitli işlemlerin sonucudur. Örneğin polietilen gibi geleneksel polimerlerde, değerlik elektronları sp3 hibritlenmiş kovalent bağlarla bağlıdır. Bu "sigma bağlı elektronlar" düşük hareketliliğe sahiptir ve malzemenin elektriksel iletkenliğine katkıda bulunmazlar. Bununla birlikte, birleşik (konjuge) materyallerde durum tamamen farklıdır. İletken polimerlerin omurgaları, devam eden sp2 hibritli karbon merkezlere sahiptir. Her merkezde bir değerlik elektron, diğer üç sigma bağına dik olan pz yörüngesinde bulunur. Tüm pz yörüngeleri, birbirleriyle birleşik, geniş çaplı bir şekilde ayrılmış orbital kümesi ile birleşirler. Bu delokalize yörüngelerdeki elektronlar, malzeme bu delokalize elektronların bir kısmını çıkartan oksidasyon ile "katkılandığında" yüksek hareketliliğe sahip olur. Böylece, birleşik p-orbitalleri tek boyutlu bir elektronik bant oluşturur ve bu bant içindeki elektronlar kısmen boşaltıldığında hareketli hale gelir. İletken polimerlerin bant yapıları, sıkı bağlama modeliyle kolayca hesaplanabilir. Prensip olarak bu aynı malzemeler, başka türlü doldurulmamış bir bant üzerine elektron ekleyen indirgeme ile katkılanabilir. Uygulamada, birçok organik iletken, p tipi malzemeler verecek şekilde oksidatif olarak katlanmaktadır. Organik iletkenlerin redoks katkılanması, silikon yarı iletkenlerin katkılanmasına benzer, silisyum atomlarının küçük bir kısmı, n tipi ve p-tipi yarı iletkenler oluşturmak için elektron bakımından zengin, örneğin fosfor veya elektron-fakir, örneğin bor, atomlar ile değiştirilir.

Tipik olarak iletken polimerlerin "katkılanması", materyali oksitlemeyi veya indirgemeyi içerse de, bir protik çözücü ile ilişkili iletken organik polimerler "kendiliğinden katkılanır" olabilir.

Katkısız birleşik polimerlerin durumu yarı iletken veya yalıtkandır. Bu tür bileşiklerde, bant aralığı> 2 eV olabilir, bu termik olarak etkinleştirilen iletkenlik için çok büyüktür. Bu nedenle, politiyofenler, poliasetilenler gibi katkılanmamış birleşik polimerler yalnızca yaklaşık 10 −10 ile 10 −8 S/cm elektrik iletkenliğine sahiptir. Çok düşük katkılama seviyelerinde bile (<% 1), elektriksel iletkenlik, büyüklük derecesini yaklaşık 0.1 S/cm değerlerine kadar yükseltir. İletken polimerlerin daha sonra katkılanması, farklı polimerler için iletkenliğin 0.1-10 kS/cm civarında bir doygunluğuna yol açacaktır. Şimdiye kadar rapor edilen en yüksek değerler, yaklaşık 80 kS/cm onaylanmış değerlere sahip, streç odaklı poliasetilen'in iletkenliği içindir.[19][20][21][22][23][24] Poliasetilen içindeki pi-elektronlar zincir boyunca delokalize edilmiş olsalar da, bozulmamış poliasetilen bir metal değildir. Poliasetilen, sırasıyla 1.44 ve 1.36 Å uzunluğa sahip alternatif tek ve çift bağlara sahiptir.[25] Katkılama sonrasında, iletkenlik artışlarında bağ değişimi azalır. İletkenlikteki katkılama olmayan artışlar ayrıca bir alan etkili transistörde (organik FET veya OFET) ve ışınlama ile gerçekleştirilebilir. Bazı malzemeler ayrıca inorganik amorf yarı iletkenlerde görülenlere benzer negatif diferansiyel direnç ve voltaj kontrollü "anahtarlama" sergiler.

Yoğun araştırmalara rağmen, morfoloji, zincir yapısı ve iletkenlik arasındaki ilişki hala tam olarak anlaşılamamıştır.[4] Genel olarak, iletkenliğin yüksek kristallilik derecesi ve zincirlerin daha iyi hizalanması için daha yüksek olması gerektiği varsayılmaktadır, ancak bunun polianilin için doğrulanamaması ve sadece son zamanlarda amorf olan PEDOT için[26][27] doğrulanması gerektiği kabul edilmiştir.

Özellikler ve uygulamalar

Kötü işlenebilirliklerinden dolayı, iletken polimerlerin sadece birkaç büyük ölçekli uygulaması vardır. Antistatik malzemelerde[4] ümit verirler ve ticari ekranlara ve bataryalara dahil edildiler, ancak üretim maliyetleri, malzeme tutarsızlıkları, toksisite, çözücülerde zayıf çözünürlük ve doğrudan erime işleminin yetersizliği nedeniyle sınırlamalar vardır. Makaleler aynı zamanda organik güneş pillerinde, elektronik devrelerin basılmasında, organik ışık yayan diyotlarda, aktüatörlerde, elektrokromizmada, süper kapasitörlerde, kimyasal sensörlerde ve biyosensörlerde,[28] esnek şeffaf ekranlarda, elektromanyetik kalkanlama ve muhtemelen popüler şeffaf iletken indiyum kalay oksitin yerine geçeceği konusunda umut verici olduklarını gösteriyor. Bir başka kullanım alanı mikrodalga -emici kaplamalar, özellikle hayalet uçaklardaki radar emici kaplamalar içindir. İletken polimerler, daha iyi elektriksel ve fiziksel özelliklere ve daha düşük maliyetlere sahip, giderek işlenebilir malzemelere sahip yeni uygulamalarda hızla cazibe kazanmaktadır. Nano yapılı iletken polimer formları, bu alanı daha yüksek yüzey alanı ve daha iyi dağılabilirlik özellikleri ile güçlendirmektedir. Araştırma raporları, nanoyapılı iletken polimerlerin nano elyaf ve nanospong formunda olduğunu, nanoyapılı olmayan muadillerine kıyasla önemli ölçüde geliştirilmiş kapasitans değerleri gösterdiğini göstermiştir.[19][29]

Kararlı ve tekrar üretilebilir dispersiyonların mevcudiyeti ile PEDOT ve polianilin, bazı büyük ölçekli uygulamalar kazanmıştır. PEDOT (poli (3,4-etilendioksitiyofen)), esas olarak antistatik uygulamalarda ve PEDOT: PSS (PSS = polistiren sülfonik asit) dağılımları şeklinde saydam bir iletken katman olarak kullanılırken, polianilin baskılı devre kartı imalatı için yaygın olarak kullanılır - bakırın korozyondan korunması ve lehimlenebilirliğinin önlenmesi için son ürün olarak.[4] Ayrıca poliindole, yüksek redoks aktivitesi,[30] ısıl kararlılığı,[19] ile rakibi polianilin ve poliprolden daha yavaş bozunma özellikleri nedeniyle çeşitli uygulamalar için dikkat çekmeye başlamıştır.[31]

Elektriksel ışıma

Elektriksel ışıma, elektrik akımı tarafından uyarılan ışık yayılımıdır. Organik bileşiklerde elektriksel ışıma, Bernanose ve iş arkadaşlarının ilk kez 1950'lerin başında, akridin orange ve kinakrin kristalimsi ince filmlerinde elektriksel ışıma ürettiğinden beri bilinmektedir. 1960 yılında, Dow Chemical'daki araştırmacılar, katkılama kullanarak AC güdümlü elektriksel ışıyan hücreler geliştirdi. Bazı durumlarda, iletken bir organik polimer filmin ince bir katmanına bir voltaj uygulandığında benzer ışık emisyonu gözlenir. Elektriksel ışıma aslen çoğunlukla akademik ilgiye sahipken, modern iletken polimerlerin iletkenliğinin artması, pratik miktarda ışık üretmek için cihazdan düşük voltajlarda yeterli güç geçirilebileceği anlamına gelir. Bu özellik organik LED'ler, güneş panelleri ve optik amplifikatörler kullanılarak düz panel ekranların geliştirilmesine yol açmıştır.

Uygulamaların önündeki engeller

Çoğu iletken polimer oksidatif katkılama gerektirdiğinden, ortaya çıkan durumun özellikleri çok önemlidir. Bu tür malzemeler, organik çözücüler ve sudaki çözünürlüğünü azaltan ve dolayısıyla işlenebilirliklerini azaltan, tuz benzeridir (polimer tuzu). Ayrıca, yüklü organik omurga genellikle atmosferik neme karşı kararsızdır. Birçok polimer için zayıf işlenebilirlik, sentezi daha da karmaşıklaştırabilen çözündürücü maddelerin veya ikame edicilerin kullanılmasını gerektirir.

Deneysel ve teorik termodinamik kanıtlar, iletken polimerlerin tamamen ve esasen çözünmez olduklarını, böylece sadece dağılımla işlenebileceklerini göstermektedir.[4]

Yönelimler

En yeni vurgu, organik ışık yayan diyotlar ve organik polimer güneş pilleri üzerinedir.[32] Organik Elektronik Birliği, organik yarı iletkenlerin uygulamalarını teşvik eden uluslararası bir platformdur. Gömülü ve geliştirilmiş elektromanyetik girişim (EMI) ve elektrostatik boşalma (ESD) korumalı iletken polimer ürünleri hem prototiplere hem de ürünlere yol açmıştır. Örneğin, Auckland Üniversitesi Polimer Elektronik Araştırma Merkezi, basit, hızlı ve hassas gen tespiti için polimerler, foto lüminesans polimerler ve inorganik nanokristaller (kuantum noktaları) iletkenliği üzerine bir dizi yeni DNA sensör teknolojisi geliştiriyor. Tipik iletken polimerler, yüksek iletkenlik sağlamak için "katkılı" olmalıdır. 2001 itibarıyla, kendinden elektriksel olarak iletken organik bir polimer keşfedilmeyi beklemektedir.[33]

Ayrıca bakınız

  • Organik elektronik
  • Organik yarı iletken
  • Moleküler elektronik
  • Gelişen teknolojilerin listesi
  • Birleşik mikro gözenekli polimer

Kaynakça

  1. ^ Inzelt, György (2008). "Chapter 1: Introduction". In Scholz, F. Conducting Polymers: A New Era in Electrochemistry 4 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Monographs in Electrochemistry. Springer. pp. 1–6. ISBN 978-3-540-75929-4.
  2. ^ Naarmann, Herbert (2000). "Polymers, Electrically Conducting". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a21_429. ISBN 3527306730.
  3. ^ Nalwa, H.S., ed. (2000). Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology. 5. New York, USA: Academic Press. pp. 501–575. doi:10.1016/B978-012513760-7/50070-8 4 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. ISBN 978-0-12-513760-7.
  4. ^ a b c d e f g h Inzelt, György (2008). "Chapter 8: Historical Background (Or: There Is Nothing New Under the Sun)". In Scholz, F. Conducting Polymers: A New Era in Electrochemistry 4 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Monographs in Electrochemistry. Springer. pp. 265–267. ISBN 978-3-540-75929-4. Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "Inzelt-history" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: )
  5. ^ Hush, Noel S. (2003). "An Overview of the First Half-Century of Molecular Electronics". Annals of the New York Academy of Sciences. 1006: 1–20. Bibcode:2003NYASA1006....1H. doi:10.1196/annals.1292.016. PMID 14976006.
  6. ^ a b
    Okamoto, Yoshikuko ve Brenner, Walter (1964) "Polimerler", Ch. 7, sayfa 125-158, Organik Yarıiletkenlerde . Reinhold
  7. ^ Akamatu, Hideo; Inokuchi, Hiroo; Matsunaga, Yoshio (1954). "Electrical Conductivity of the Perylene–Bromine Complex". Nature. 173 (4395): 168–169. Bibcode:1954Natur.173..168A. doi:10.1038/173168a0.
  8. ^ Ferraris, JohnS; Cowan, D. O.; Walatka, V.; Perlstein, J. H. (1973). "Electron transfer in a new highly conducting donor-acceptor complex". Journal of the American Chemical Society. 95 (3): 948–949. doi:10.1021/ja00784a066.
  9. ^ Little, W. A. (1964). "Possibility of Synthesizing an Organic Superconductor". Physical Review. 134 (6A): A1416. Bibcode:1964PhRv..134.1416L. doi:10.1103/PhysRev.134.A1416.
  10. ^ Bolto, B.A.; McNeill, R. and Weiss, D.E. (1963). "Electronic Conduction in Polymers. III. Electronic Properties of Polypyrrole"(PDF). Australian Journal of Chemistry. 16 (6): 1090. doi:10.1071/ch9631090
  11. ^ De Surville, R.; Jozefowicz, M.; Yu, L.T.; Pepichon, J.; Buvet, R. (1968). "Electrochemical chains using protolytic organic semiconductors". Electrochimica Acta. 13 (6): 1451–1458. doi:10.1016/0013-4686(68)80071-4.
  12. ^ Diaz, A; Logan, J (1980). "Electroactive polyaniline films". Journal of Electroanalytical Chemistry. 111: 111–114. doi:10.1016/S0022-0728(80)80081-7.
  13. ^ Shirakawa, Hideki; Louis, Edwin J.; MacDiarmid, Alan G.; Chiang, Chwan K.; Heeger, Alan J. (1977). "Synthesis of electrically conducting organic polymers: Halogen derivatives of polyacetylene, (CH) x". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (16): 578. doi:10.1039/C39770000578.
  14. ^ "The Nobel Prize in Chemistry 2000 9 Temmuz 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.".
  15. ^ Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; MacKay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B. (1990). "Light-emitting diodes based on conjugated polymers". Nature. 347(6293): 539–541. Bibcode:1990Natur.347..539B. doi:10.1038/347539a0.
  16. ^ Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Santos, D. A. Dos; Brdas, J. L.; Lgdlund, M.; Salaneck, W. R. (1999). "Electroluminescence in conjugated polymers". Nature. 397 (6715): 121–128. Bibcode:1999Natur.397..121F. doi:10.1038/16393.
  17. ^
  18. ^
    Kesik, M., Akbulut, H., Soylemez, S. (2014). Etanol biyosensörleri olarak polipeptit ve ferrosen yan zincirleri içeren iletken polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu. Polım. Chem .. 5, 21, 6295-6306. doi: 10,1039 / c4py00850b 4 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  19. ^ a b c Boş kaynak (yardım)  Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "Unveiling Polyindole 2017" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: )
  20. ^ Heeger, A. J.; Schrieffer, J. R.; Su, W. -P.; Su, W. (1988). "Solitons in conducting polymers". Reviews of Modern Physics. 60 (3): 781–850. Bibcode:1988RvMP...60..781H. doi:10.1103/RevModPhys.60.781.
  21. ^
    Heeger, AJ, Poli (arilen-vinililer) 'deki primer foto-uyarımların niteliği: Konjuge polimerlerde Primer foto-uyarımlarda bağlanmış nötr eksitonlar veya yüklü polaron çiftleri: Yarı iletken bant modeline karşı moleküler eksitonlar, Sarıçiftçi, NS, Ed., Singapur, 1997. Organik İletken Moleküller ve Polimerler El Kitabı; Vol. 1-4, HS Nalwa tarafından düzenlendi (John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 1997).
  22. ^ Skotheim, T.A.; Elsenbaumer, R.L.; Reynolds, J.R., eds. (1998). Handbook of Conducting Polymers. 1, 2. New York: Marcel Dekker.
  23. ^ Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Heeger, A. J.; Wudl, F. (1992). "Photoinduced Electron Transfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene". Science. 258 (5087): 1474–6. Bibcode:1992Sci...258.1474S. doi:10.1126/science.258.5087.1474. PMID 17755110.
  24. ^ Sirringhaus, H. (2005). "Device Physics of Solution-Processed Organic Field-Effect Transistors". Advanced Materials. 17 (20): 2411–2425. doi:10.1002/adma.200501152.
  25. ^ annoni, C. S.; Clarke, T. C. (1983). "Molecular Geometry of cis- and trans-Polyacetylene by Nutation NMR Spectroscopy". Physical Review Letters. 51 (13): 1191–1193. Bibcode:1983PhRvL..51.1191Y. doi:10.1103/PhysRevLett.51.1191.
  26. ^ Vijay, Venugopalan; Rao, Arun D.; Narayan, K. S. (2011). "In situstudies of strain dependent transport properties of conducting polymers on elastomeric substrates". J. Appl. Phys. 109 (8): 084525. Bibcode:2011JAP...109h4525V. doi:10.1063/1.3580514.
  27. ^ Darren; Vosgueritchian, Michael; Tee, C.-K.; Bolander, John A.; Bao, Zhenan (2012). "Electronic Properties of Transparent Conductive Films of PEDOT:PSS on Stretchable Substrates". Chem. Mater. 24 (2): 373–382. doi:10.1021/cm203216m.
  28. ^ Lange, Ulrich; Roznyatovskaya, Nataliya V.; Mirsky, Vladimir M. (2008). "Conducting polymers in chemical sensors and arrays". Analytica Chimica Acta. 614 (1): 1–26. doi:10.1016/j.aca.2008.02.068. PMID 18405677.
  29. ^ Tebyetekerwa, Mike; Wang, Xingping; Wu, Yongzhi; Yang, Shengyuan; Zhu, Meifang; Ramakrishna, Seeram (2017). "Controlled synergistic strategy to fabricate 3D-skeletal hetero-nanosponges with high performance for flexible energy storage applications". Journal of Materials Chemistry A. 5 (40): 21114–21121. doi:10.1039/C7TA06242G.
  30. ^ Tebyetekerwa, Mike; Xu, Zhen; Li, Weili; Wang, Xingping; Marriam, Ifra; Peng, Shengjie; Ramakrishna, Seeram; Yang, Shengyuan; Zhu, Meifang (13 Aralık 2017). "Surface Self-Assembly of Functional Electroactive Nanofibers on Textile Yarns as a Facile Approach Towards Super Flexible Energy Storage". ACS Applied Energy Materials. doi:10.1021/acsaem.7b00057.
  31. ^ Zhou, Weiqiang; Xu, Jingkun (18 Ağustos 2016). "Progress in Conjugated Polyindoles: Synthesis, Polymerization Mechanisms, Properties, and Applications". Polymer Reviews. 57 (2): 248–275. doi:10.1080/15583724.2016.1223130.
  32. ^
    Organik Elektroniğe Genel Bakış 2 Mart 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. . Mrs.org. 2017-02-16 tarihinde alındı.
  33. ^
    Konjuge Polimerler: Elektronik İletkenler 11 Şubat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (Nisan 2001)

Konuyla ilgili yayınlar

  • Cassoux, P. (2001). "MOLEKÜLER METALLER: Değişim İçin Boş Kalmak". Bilim 291 (5502): 263–4. doi: 10.1126/bilim.291.5502.263. Sayfalar 11253216.
  • Hush, Noel S. (2003). "Moleküler Elektroniğin İlk Yarım Yüzdesine Genel Bir Bakış". New York Bilimler Akademisi'nin Yıllıkları. 1006: 1-20. Bibcode: 2003NYASA1006 .... 1H. doi: 10.1196/yıllıklar.1292.016. Sayfalar 14976006.
  • Bendikov, M; Wudl, F; Perepichka, DF (2004). "Tetrathiafulvalenes, oligoacenenes ve buckminsterfullerene türevleri: Organik elektroniklerin tuğla ve harcı" (PDF). Kimyasal İncelemeler. 104 (11): 4891-4945'te açıklanmaktadır. doi: 10.1021/cr030666m. Sayfalar 15535637.
  • Hyungsub Choi ve Cyrus CM Mody Moleküler Elektronik'in Uzun Tarihçesi, 3 Kasım 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Sosyal Bilimlerin Sosyal Çalışmaları, cilt 39.
  • Oberlin, A .; Endo, M .; Koyama, T. (1976). "Benzen ayrışma yoluyla karbonun filamentli büyümesi". Kristal Büyüme Dergisi. 32 (3): 335-349. Bibcode: 1976JCrGr..32..335O. doi: 10.1016/0022-0248 (76) 90115-9 sayılı belgeler.
  • FL Carter, RE Siatkowski ve H. Wohltjen (ed.), Moleküler Elektronik Aletler, 229-244, Kuzey Hollanda, Amsterdam, 1988.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Termoelektrik soğutma</span>

Termoelektrik soğutucular, bir nesnenin sıcaklığını çevre sıcaklığının altına düşürürken, çevredeki sıcaklık ne olursa olsun, nesne sıcaklığını dengede tutarlar. Peltier ısı transferi elemanlarının aktif bir soğutma sistemi olup, miliwatt’tan kilowatt’a kadar değişen bir yelpazedeki uygulamalar için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Silikon</span>

Silikon veya polisiloksan, siloksanlardan (−R2Si−O−SiR2−, burada R = organik grup) oluşan bir polimerdir. Bunlar genellikle renksiz yağlar veya kauçuk benzeri maddelerdir. Silikonlar, dolgu macunlarında, yapıştırıcılarda, yağlayıcılarda, tıpta, pişirme kaplarında, ısı ve elektrik yalıtımında kullanılır. Bazı yaygın biçimler arasında silikon yağı, silikon gresi, silikon kauçuk, silikon reçine ve silikon kalafat bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Yarı iletken</span> Normal şartlar altında yalıtkan iken belirli fiziksel etkilerde iletken duruma geçen madde

Yarı iletken üzerine yapılan mekanik işin etkisiyle iletken özelliği kazanabilen, normal şartlar altında yalıtkan olan maddelerdir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik akımı</span> elektrik yükü akışı

Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.

Elektriksel iletkenlik iletken bir malzemeye uygulanan elektriksel alan etkisinde yük taşıyıcılarının uzak mesafeli hareketleri sonucu oluşur. Dört tür yük taşıyıcısı vardır.

Organik güneş pili veya organil güneş hücresi, Güneş'ten gelen ışığı aktif polimer tabakası ile absorbe eden ve doğrudan elektrik enerjisine çeviren bir cihazdır. İnorganik güneş hücrelerinden farklı olarak geniş yüzeylere kaplanabilmesi, düşük maliyetli olması ve kolay üretilebilmesinin yanı sıra organik kimyasındaki gelişmelere paralel olarak daha farklı özellikler kazandırılabilinir olması bu teknolojinin cazibelerindendir. Aktif polimer tabakası güneşten gelen ışığı absorbe edip elektron ve hol (boşluk) çiftleri (exciton) oluşturur. Yükler ayrıştıktan sonra elektronlar bir elekroda (katot), holler ise diğer elektroda (anot) doğru yol alırlar. Bu şekilde akım ve voltaj üretilir.

<span class="mw-page-title-main">Organik elektronik</span> Organik elektronik olarak anılmasının sebebi kullanılan malzemelerin karbon temelli olmasıdır. Geleneksel elektronikte ise bakır gibi silikon gibi iletkenler kullanılmaktaydı. Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid ve Hideki Shirakawa, iletken polime

Organik elektronik, plastik elektronik veya polimer elektronik, iletken polimerler ve küçük moleküllerle ilgilenen bir elektronik dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Alan MacDiarmid</span>

Alan Graham MacDiarmid, 2000 yılında Nobel Kimya Ödülünü alan üç kimyagerden birisidir.

<span class="mw-page-title-main">Hideki Shirakawa</span> Japon bilim insanı

Hideki Shirakawa Japon kimyagerdir. Pensilvanya Üniversitesi'nde çalıştığı esnada Alan G. MacDiarmid ve Alan J. Heeger'la birlikte yaptığı iletken polimerler çalışmasıyla 2000 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmıştır.

Fermi enerjisi, elektronların toplam kimyasal potansiyeli ya da elektrokimyasal potansiyeli olarak tanımlanır ve µ veya şeklinde gösterilir. Bir cismin Fermi seviyesi, bir termodinamik miktardır ve termodinamik iş, cisme bir elektron eklemeye ihtiyaç duyduğundan ötürü, Fermi seviyesi önemlidir. Fermi seviyesinin açık bir şekilde anlaşılması-elektronik özelliklerin belirlenmesinde Fermi seviyesinin elektronik bağ yapısı ile olan ilişkisi ve bir elektronik devrede Fermi seviyesinin voltaj ve yük akışı ile olan ilişkisi- katı hal fiziğinin anlaşılması için gereklidir.

<span class="mw-page-title-main">Alan etkisi (fizik)</span>

Fizikte, Alan etkisi, elektriksel alanın uygulanması sonucu materyaldeki elektrik iletkenliğinin değişimidir. Bir metalde elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu yüksektir ve elektrik alan metalin içine çok kısa bir mesafede yayılabilir. Ancak bir yarı-iletken de elektriksel alanın uygulandığı bölgenin elektron yoğunluğu düşük olduğu için elektriksel alan metalin içinde uzun bir mesafeye yayılabilir. Bu yayılma yarı-iletkenin yüzeyine yakın olan kısımlarının iletkenliğini değiştirir ve buna Alan Etkisi denir. Alan etkisi, Schottky Diyotu ve Alan Etkisi Transistörünün, MOSFET, JFET ve MESFET’in, temelinde yatar.

Bir elektriksel iletkenin elektriksel direnci iletkene doğru olan elektrik akımına karşıdır. Bu ters niceliğe elektriksel iletkenlik denir ve elektrik akımının geçmesi kolaylaşır. Elektriksel direnç sürtünmenin mekanik kavramları ile bazı kavramsal paralelleri paylaşır. Elektriksel direncin birimi ohm'dur. Elektriksel iletkenlik, Siemens' de ölçülmüştür. Bir nesnenin aynı kenar yüzeyi özdirenci ve uzunluğu ile doğru orantılı, kenar yüzey alanı ile ters orantılıdır .Süper iletkenler dışındaki bütün materyaller, sıfırın bir direnci olduğunu gösterirler. Bir nesnenin direnci V oranı, gerilim akıma karşı ve iletkenlik ters olarak tanımlanır.

Elektrolüminesans (EL) optik ve elektriksel bir olgudur ve malzemenin içinden geçen elektrik akımına veya çok güçlü elektriksel alana tepki olarak ışık yayma durumudur. Bu durum; ısıdan (akkorluk), kimyasal reaksiyondan (kemilüminesans), sesten (Sonoilüminesans) veya diğer mekanik aksiyondan (mekanolüminesans) oluşan kara cisim ışınımından farklıdır.

<span class="mw-page-title-main">Korona deşarjı</span>

Korona deşarjı; yüksek gerilimli bir iletkenin, etrafını saran hava gibi akışkanların iyonlaşmasıyla oluşan elektriksel bir deşarjdır. Havanın elektriksel bir kırılım geçirip iletkenleşmesi ve yükün iletkenden akışkana sızmasını sağlar. Korona deşarjı, iletkenin etrafındaki elektrik alanın, havanın dielektrik dayanımını aştığı yerlerde oluşur. Genellikle nemli ve sisli havalarda görülen bu deşarj işlemi radyal olarak dışarıya mor renkli ışık halkaları emite eder. Kendiliğinden meydana gelen korona deşarjı doğal olarak eğer elektrik alanı şiddetinin limiti sonsuza gitmiyorsa yüksek voltajlı sistemlerde açığa çıkar. Genellikle yüksek voltaj taşıyan iletkenlerin havaya bitişik sivri noktalarında, mavimsi bir parıltı olarak görülür ve bir gaz deşarj lambasıyla aynı özellikte ışık yayar.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel özdirenç ve iletkenlik</span> Wikimedia anlam ayrımı sayfası

Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.

<span class="mw-page-title-main">Kıvılcım aralığı</span>

Kıvılcım aralığı iki elektriksel iletken elektrotlarını içerir ve boşluklar ile ayrılır ve genelde gaz mesela hava ile doldurulur, düzenlenen elektrik kıvılcımları iletkenlerin arasından geçer. İletkenler arasındaki potansiyel farkı dayanma gerilimini aştığında, elektrik kıvılcımı oluşur, gaz iyonlaşır ve şiddetle elektriksel özdirenç ve iletkenlik azalır. Daha sonra elektrik akımı olur ve iyonlaşan gazın yolu kırılır veya akım minimum değerin altında azalır buna " tutulan akım ". Bu genelde potansiyel durduğunda olur, fakat bazı durumlarda, ısıtıldığında gaz artar, gerilim ve sonra iyonlaşmış gazın lifi kırılır. Genellikle, iyonlaşmış gazın etkisi şiddetli ve yıkıcıdır, sıklıkla ses oluşumuna yol açar, parlak ve sıcaktır.

<span class="mw-page-title-main">Lityum polimer pil</span> Polimer elektrolit kullanılan Lityum-iyon pil

Lityum polimer pil veya daha doğrusu lityum-iyon polimer pil, sıvı elektrolit yerine jel polimer elektrolit kullanan, lityum-iyon teknolojisine sahip şarj edilebilir bir pildir. Bu piller, diğer lityum pil türlerinden daha yüksek özgül enerji sağlar ve mobil cihazlar, radyo kontrollü uçaklar ve bazı elektrikli araçlar gibi ağırlığın kritik bir özellik olduğu uygulamalarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Akıllı cam</span>

Akıllı cam voltaj, ışık veya ısı uygulandığında ışık iletim özellikleri değişen camdır. Genelde, cam saydam'dan yarı saydama veya tam tersine, ışığın geçmesine izin vermekten ışığın bazı dalga boylarını ve ışığın dalga boylarını engellemeye veya tam tersine değişir. Akıllı cam ya cam, akrilik veya polikarbonat tabakalar kullanılarak akıllı film veya değiştirilebilir film ile laminasyon yoluyla yapılabilir.

Polimer kimyası, polimerlerin ve makromoleküllerin kimyasal sentezine, yapısına ve kimyasal ve fiziksel özelliklerine odaklanan bir kimya alt disiplinidir. Polimer kimyasında kullanılan ilkeler ve yöntemler, organik kimya, analitik kimya ve fiziksel kimya gibi çok çeşitli diğer kimya alt disiplinleri aracılığıyla da uygulanabilir. Pek çok malzeme tamamen inorganik metaller ve seramiklerden DNA ve diğer biyolojik moleküllere kadar polimerik yapılara sahiptir, ancak polimer kimyası tipik olarak sentetik, organik bileşimler bağlamında anılır. Sentetik polimerler, genellikle plastik ve kauçuk olarak adlandırılan, günlük kullanımdaki ticari malzemeler ve ürünlerde her yerde bulunur ve kompozit malzemelerin ana bileşenleridir. Polimer kimyası, her ikisi de polimer fiziği ve polimer mühendisliğini kapsayacak şekilde tanımlanabilen daha geniş polimer bilimi veya hatta nanoteknoloji alanlarına da dahil edilebilir.

Polimer bazlı pil, dökme metaller yerine organik malzemeler kullanır. Metal bazlı piller, sınırlı kaynaklar, olumsuz çevresel etki ve yaklaşan ilerleme sınırı nedeniyle zorluklar yaşamaktadır. Redoks aktif polimerler, sentezlenebilmeleri, kapasiteleri, esneklikleri, hafiflikleri, düşük maliyetleri ve düşük toksisiteleri nedeniyle cazip seçeneklerdir.