高壓下過苯胺黑極化子濃度和遷移率.pdf

1、在導(dǎo)電聚合物中,聚苯胺因其具有許多優(yōu)異的性能以及材料易得和廣泛的技術(shù)應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。它的導(dǎo)電率首先取決于主鏈的氧化程度,氧化程度越高,導(dǎo)電性越強,且其氧化還原過程伴隨著樣品顏色的變化而且是可逆的,因此它的電導(dǎo)率可以在絕緣體—半導(dǎo)體—金屬導(dǎo)體較寬的范圍內(nèi)變化。過苯胺黑(PNB)是聚苯胺的完全氧化態(tài),可由中間氧化態(tài)—苯胺綠通過質(zhì)子酸過摻雜而獲得。要理解過苯胺黑的導(dǎo)電現(xiàn)象必須明確載流子種類和載流子濃度及遷移率的大小。對過苯胺黑高壓導(dǎo)電現(xiàn)象

2、在實驗上探究頗多,但是對其導(dǎo)電機制卻沒有明確的理論解釋。本文研究導(dǎo)電性最強的完全氧化態(tài)過苯胺黑導(dǎo)電性隨壓力的關(guān)系。
　　 本文在改進的Ginder-Epstein(GE)模型下,以聚苯胺的完全氧化態(tài)—過苯胺黑為研究對象。首先,通過變動模型參數(shù)V2,0來表示對過苯胺黑聚合物施壓,分析極化子激發(fā)能與壓強的關(guān)系,進而研究載流子濃度隨壓強的變化;其次,我們采用分子動力學(xué)模擬方法,研究了高壓下極化子在電場中的漂移情況,計算了壓強對極化子遷

3、移率的影響,進而最終得出壓強對電導(dǎo)率的影響。
　　 首先,研究壓強對過苯胺黑聚合物中極化子的影響,我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)壓強從零壓增加到9.3 Gpa,鍵交錯波幅的極化子形狀未發(fā)生實質(zhì)性改變,而聚合物的芳環(huán)扭角逐漸減小直至趨于零,扭角極化子畸變與其基態(tài)的扭角二聚化的差異大幅減小,激發(fā)一個極化子所需的彈性形變能隨之減小,極化子激發(fā)能從1.53 eV減小到0.99eV,室溫極化子相對濃度增加了9個數(shù)量級。
　　 其次,我們在BBV模型