Polyme cấu trỳc đụi liờn hợp

Một phần của tài liệu Bán dẫn hữu cơ polyme công nghệ chế tạo, tính chất và ứng dụng Phần 3 (Trang 50)

Kể từ khi Cambridge Group cú khỏm phỏ lý thỳ về sự phỏt quang của polyme dẫn poly(p-phenylenevinylene) PPV và ứng dụng chế tạo diot phỏt quang (LED) thỡ việc nghiờn cứu trờn lĩnh vực này đó bựng nổ,

cỏc cụng trỡnh khoa học xuất hiện ngày càng nhiều trờn lĩnh vực khoa học vật lý, húa học và tin học. Trong phần này chỳng ta đề cập đến một vài khớa cạnh về tổng hợp polyme dẫn phỏt quang, nghiờn cứu tớnh chất vật liệu và ứng dụng của nú.

Polyme cấu trỳc đụi liờn hợp chủ yếu được nghiờn cứu về tớnh dẫn

điện của chỳng khi bị oxy húa hoặc khử hoặc bằng phương phỏp húa học hoặc phương phỏp điện húa. Gần đõy người ta lại chỳ trọng nghiờn cứu tớnh chất quang và quang phi tuyến của cỏc vật liệu này trong trạng thỏi khụng pha tạp. Việc thớ nghiệm đó đạt được nhiều thuận lợi trong việc xử lý một số polyme trong số cỏc polyme dẫn, bị

hạn chế do tớnh khụng tan và khụng núng chảy của cỏc polyme dẫn. Cỏc phương phỏp khỏc nhau đó được thử nghiệm để khắc phục vấn

đề này, trong số đú cú hai phương phỏp đó được chứng minh là rất hiệu quảđể chế tạo lớp màng polyme cú tớnh chất thớch hợp cho cỏc thiết bịđiện tử. Trước hết cú thể sử dụng phương phỏp tiền chất trong

đú polyme “tiền chất” khụng liờn hợp, dễ tan, cú thể tiếp tục tiến triển cho tới polyme cấu trỳc đụi liờn hợp được tạo thành và cỏc bước xử lý

được ỏp dụng cho polyme tiền chất (vớ dụ như phủ quay (spin coating) hay đổ khuụn tự do (free-casting) trờn cỏc chất nền thớch hợp) và sau đú tiền chất được biến đổi in-situ thành polyme cấu trỳc

đụi liờn hợp bằng cỏch khử nhiệt hoặc húa học cỏc gốc húa học tự do (leaving groups). Phương phỏp này lần đầu tiờn được Feast và cộng sự sử dụng như phương tiện để xử lý polyacetylene nhằm tạo ra lớp màng mỏng bỏm dớnh mà cú thểđược sử dụng như cỏc lớp hoạt động trong cỏc thiết bị bỏn dẫn hiệu ứng trường. Thứ hai là cú thể thu được polyme cấu trỳc đụi liờn hợp bằng cỏch gắn cỏc nhúm bờn vào khung chớnh liờn hợp. Poly(3-alkyl thienylene), P3ATs đó được nghiờn cứu mạnh mẽ. Cỏc polyme này được dựng để chế tạo cỏc thiết bịđiện tử

màng mỏng bao gồm cỏc diot hiệu ứng trường, transitor và diot Schottky.

Trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu, cỏc nhà khoa học thường sử

dụng tiền chất là chất điện ly cao phõn tử sulphonium tới poly (p- phenylene-vinylene), PPV như minh họa trong hỡnh 217. Gốc polyme dư methoxy ở hàng dưới cú thểđược sử dụng để tạo ra polyme cú trật tự hơn. Cỏc tiền chất muối sulphonium cú thể xử lý từ dung dịch methanolic và lớp màng mỏng sử dụng trong cỏc thiết bịđiện cú thể được chế tạo bằng phủ spin. Sau khi khử hoạt húa nhiệt (thụng thường ở 200oC hoặc trờn 12 giờ trong chõn khụng (in vacuo). Cỏc

màng PPV này (chiều dày của chỳng khoảng 100nm) rất đồng đều, dày đặc và đồng nhất. S+(CH3)2Cl- S+Cl- S+Cl- ( ( ) ( ) ( ) ) n n n n n ( ) OMe OMe ( ) ( )o p q (1) (2) (3) (4) (5) (6) n = o x p + q 300oC, vacuum 300oC, vacuum 300oC, vacuum 220oC, HCl (g) 220oC, HCl (g) Hỡnh 217: Cỏc phương phỏp tiền chất cho PPV (1) Do PPV đó chế tạo là chất cỏch điện rất tốt cú tớnh dẫn trong khoảng từ 10-14-10-12 S/cm, phụ thuộc vào việc phơi trong oxy. Như

ta cú thể thấy dưới đõy, cú thể tiờm được cỏc lỗ trống và electron tại phạm vi khoảng trờn 105 V/cm, và bằng điện ỏp tương đối thấp (<10V) đối với lớp màng cú chiều dày dưới 100 nm.

Một phần của tài liệu Bán dẫn hữu cơ polyme công nghệ chế tạo, tính chất và ứng dụng Phần 3 (Trang 50)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(136 trang)