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반도체의 π-콘주게이트 된 고분자의 전자적 광학적 성질들의 특집기사 리뷰- 광전자공학에서 응용(Review of electronic and optical properties of semiconducting pi-conjugated polymers: applications in optoelectronics)

전문가 제언: □ π-콘주게이트된 폴리머들의 광전자적 성질들의 일반적인 총괄이 발표 되었다. 유기 광전자 성분들을 제조하기 위하여 절연체들과 같은 부동물질을 사용하여야만 할 것이다. 폴리에틸렌과 같은 절연체는 유전체이고 광학스펙트럼 밖의 퍼텐셜 우물에 위치한 에너지준위(≥5eV)에서 금지된 띠를 나타낸다. -CH2-기들을 포함하는 분자결합(σ)와 반-결합(σ*)궤도함수들 간의 에너지 분리는 폴리머의 기하학적 구조에 의해 허용되는 이들 궤도함수들의 상당한 축-겹침 때문이다.

□ 두형태의 폴리머들이 분류되는데 폴리아세틸렌(PA)처럼 같은 에너지의 상호변환될 수 있는 축퇴된 구조들과 폴리(파라-페닐렌)(PPP)과 같은 비-축퇴된 폴리머들이다. π-결합과 π*-반결합 궤도함수들 간의 에너지 분리는 측면 궤도함수들이 한정된 겹침을 나타내기 때문에 비교적 작다. 더욱이 그러한 폴리머들의 도핑은 반도체의 물질들을 발생시키고, 폴리아닐린 또는 그것의 유도체들과 같은 어떤 물질들로 그 금속상태에 도달될 수 있다.

□ 예를 들면 폴리머 발광다이오드들(PLEDs) 또는 광전지들의 제작을 관찰하는 것이 가능해지고 있다. 이 논문은 π-콘주게이션을 나타내고, 자주 높은 열안정성들을 발휘하며, 스핀코팅에 의해 큰 표면적으로 박막형성을 하기 쉬운 것으로 생각되는 특별히 유망한 유기 폴리머들의 리뷰이다. 시초에 2가지 형태의 π-콘주게이트된 폴리머의 전자구조가 소개되었다.

□ 도핑과 비 도핑상태들에서, 무질서와 불순물들은 전기전도도에 중요한 역할을 한다. 폴라론, 바이폴라론 및 엑시톤들은 도핑과 전하이동들에 관하여 상세히 설명되었다. 이들 물질들의 섬유성이 주어지면, 반도체 폴리머들에 대한 가변범위 호핑(VRH) 법칙은 금속 거동들을 설명하기 위해 수정된다. 광전성, 전기발광 및 광기전 활성은 하나 또는 그 이상분자들의 HOMO와 LUMO띠들, 폴라론-엑시톤 및 전하 이동들로 설명된다.

□ PLEDs의 장치구조는 최적화 폴라론 재결합과 전체 양자수율들과 확실히 연결시켰다. 광전지 장치들에서 π-콘주게이트된 폴리머들의 특히 유망한 사용이 논의되었다. 절연체인 폴리머들을 도핑에 의해 좋은 반도체 또는 도체로 만들어 우수한 전자적 성질과 우수한 박막형성의 역학적 성질을 결합하여 무기물질로 해결할 수 없는 무한한 활용이 기대된다.

저자: Moliton, A; Hiorns, RC
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