Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng về polimer dẫn
Vật Liệu Polymer Dẫn Giáo viên hướng dẫn: - TS Trương Thị Ngọc Liên. Nhóm sv thực hiện: - Hoàng Ngọc Dũng. - Phạm Đình Ca. - Nguyễn Đức Quang. - Nguyễn Lương Hoàng. MỤC LỤC Giới thiệu về vật polymer và polymer dẫn. Mô hình vùng năng lượng của polymer dẫn. Quá trình pha tạp cải thiện độ dẫn. Tính chất của polymer dẫn. Ứng dụng của polymer dẫn. Các phương pháp chế tạo polymer dẫn. • Năm 1953 sự kiện giải nobel hóa học đã được trao cho nhà hóa học người Đức Hermann Staudinger cho công trình ‘những khám phá về lĩnh vực hóa học đại phân tử’, được coi là những bước đi đầu tiên trong việc tổng hợp loại vật liệu phổ biến nhất trên thế giới – polymer. • Kể từ khi được tìm ra và tổng hợp thành công polymer trở thành một trong những loại vật liệu được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, chúng có mặt ở mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta. • Polymer là những mạch phân tử gồm hàng nghìn, chục nghìn phân tử đơn vị (gọi là monomer) kết hợp lại giống như những mắt xích. • Polymer được tổng hợp nhờ phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng từ các monomer. Polymer ? In 2000, The Nobel Prize in Chemistry was awarded to A. J. Heeger, A. G. MacDiarmid, and H. Shirakawa “for the discovery and development of electrically conductive polymers” http://www.nobel.se Quartz: s = 10-18 S cm-1 Silver/copper: s = 106 S cm-1 10 -20 10 -16 10 -12 10 -8 10 -4 10 0 10 4 Conductivity (Ω -1 cm -1 ) c o p p e r g e r m a n i u m s i l i c o n g l a s s n y l o n T e f l o n q u a r t z Metals Semiconductors Insulators Polymer Dẫn ? Polymer dẫn là gì? • Polymer như PE, PVC, polystyrene, nylon có "độ dẫn điện" trong khoảng 10-18 S/cm, có thể xem như là cách điện. • Khi được doping hóa, tùy điều kiện tổng hợp độ dẫn điện của polymer có thể đạt được trong khoảng 0,1S/cm đến 105S/cm (thông thường chỉ 103 S/cm), khi đó polymer trở thành dẫn điện. Độ dẫn điện của các loại vật liệu 1. Giới thiệu về vật liệu polymer dẫn • Cấu tạo phân tử và các liên kết trong phân tử polymer dẫn: • Các vân đạo lai (hybrid orbitals): - Cấu hình điện tử của carbon: - Trong carbon, liên kết hoá học tiến triển theo các bước trung gian: hoạt hoá và lai hoá. - Quá trình hoạt hóa, 1 electron ở phân lớp 2s chuyển lên phân vân đạo pz trống - Quá trình lai hoá: carbon liên kết electron 2s còn lại với các electron khác: Với : 3 vân đạo 2p -> các lai hoá 2 vân đạo 2p -> các lai hoá 1 vân đạo 2p -> lai hoá sp Mô hình vùng năng lượng • Các vân đạo lai : - Có 4 “nhánh” hướng tới các đỉnh của một tứ diện. - Góc giữa các nhánh là 109,5 độ. - Gồm các liên kết σ C-C rất mạnh. Sự hình thành các vân đạo lai hóa sp3 và phân tử metan (CH4) . vật polymer và polymer dẫn. Mô hình vùng năng lượng của polymer dẫn. Quá trình pha tạp cải thiện độ dẫn. Tính chất của polymer dẫn. Ứng dụng của polymer. T e f l o n q u a r t z Metals Semiconductors Insulators Polymer Dẫn ? Polymer dẫn là gì? • Polymer như PE, PVC, polystyrene, nylon có "độ dẫn điện"
