استراتيجية الإقحام المزدوج المتسلسل: تعزيز التوصيل الكهربائي للبوليمرات الموحدة الروابط من خلال التعاون

Duo Liu ,  

Zhong-xiang Peng ,  

Yan-chun Han ,  

摘要

تتمتع البوليمرات الموحدة الروابط بمجالات تطبيق واسعة في التحويل الحراري الإلكتروني والإلكترونيات المرنة بفضل ميزاتها مثل خفة الوزن والمرونة وقابلية المعالجة في المحلول، ويُعد الإقحام استراتيجية أساسية لتحقيق توصيلية كهربائية عالية. ومع ذلك، غالبًا ما يصعب على الإقحام الجزيئي الفردي تحقيق التوازن بين تركيز الناقلات وترتيب البنية. تقترح هذه الدراسة استراتيجية إقحام مزدوج متسلسل، باستخدام بوليمر (3-هيكسيل ثيوفين-2،5-داييل) (P3HT) كنظام نموذج، حيث يتم إدخال (2،3،5،6-رباعي فلور-7،7،8،8-تيتراسيانو-بارابينزوكويندياميتيان) (F4TCNQ) مسبقًا في البوليمر، يليه إقحام عميق بواسطة FeCl3 من خلال تفاعلات أكسدة واختزال. أظهرت النتائج أن الإقحام المسبق بـ F4TCNQ يوسع مسافات السلاسل الجانبية الألكيلية مع الحفاظ على ترتيب البنية البوليمرية، مما يخلق قنوات مواتية لانتشار FeCl3 والتحول الشحني؛ وعند الإقحام الثاني بـ FeCl3، يستبدل FeCl3 الأصغر أكسدة جزئيًا F4TCNQ، وفي الوقت نفسه تحافظ الأغشية ذات الإقحام المزدوج المتسلسل على ترتيب بلوري عالي مع تحقيق مسافات تكدس π-π أكثر إحكامًا وتوجيه جزيئي مستقر. يعزز الإقحام المتسلسل التحول من بولاريون إلى ديبولاريون، مع انخفاض تركيز الدوران وزيادة تركيز الناقلات والتنقل مقارنة بنظام الإقحام الفردي. في أفضل الظروف، تصل الموصلية للأغشية المزدوجة الإقحام P3HT إلى 595.9 سم/س، أي 10.6 و9.4 أضعاف أغشية الإقحام الأحادي FeCl3 وF4TCNQ على التوالي. تقدم الاستراتيجية المقترحة تحسين الهيكل أولًا، ثم الإقحام العميق طريقة فعالة لتحقيق توصيلية كهربائية عالية في البوليمرات الموحدة الروابط.

关键词

البوليمرات الموحدة الروابط;بوليمر (3-هيكسيل ثيوفين-2،5-داييل);الإقحام المزدوج المتسلسل;F4TCNQ;FeCl3

阅读全文