- Электропроводность сильно легированных полимеров

Презентация "Электропроводность сильно легированных полимеров" по химии – проект, доклад

Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9

Презентацию на тему "Электропроводность сильно легированных полимеров" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Химия. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 9 слайд(ов).

Слайды презентации

Электропроводность сильно легированных полимеров. заметная проводимость в полимерах появляется при достаточно высоком уровне легирования (1-10 мол%), что на несколько порядков выше, чем в обычных полупроводниках. примесь при этом добавляет пи электроны в цепь, не разрушая ее, т.к. сама примесь остае
Слайд 1

Электропроводность сильно легированных полимеров

заметная проводимость в полимерах появляется при достаточно высоком уровне легирования (1-10 мол%), что на несколько порядков выше, чем в обычных полупроводниках. примесь при этом добавляет пи электроны в цепь, не разрушая ее, т.к. сама примесь остается за пределами цепи. Самый простой способ легирования – выдержать полимер в парах примеси. Окислителями -акцепторами являются (Cl, Br, I, FeCl3, AsF5, PF6). Восстановителями- донорами являются (Li, K, Na, Са). Первоначальное легирование донорами увеличивало проводимость до 100 (Омсм)-1 акцепторами до 1000 (Омсм)-1

мы рассматривали проводимость совершенной одномерной цепи. На самом деле в каждой цепи существуют дефекты (беспорядок) и существует также взаимодействие между цепями (трехмерное связывание). Необходимо понимать, что любой дефект в одномерной цепи полностью локализует проводящий носитель, и единственный способ его обойти – это перескочить на другую полимерную цепь – такие прыжки называются межцепочечными прыжками. Это значит, что взаимное расположение цепей также влияет на величину проводимости. Так, проводимость легированного ПА возрастала на 3 порядка в течение последних 10 лет, что связано с улучшением технологии приготовления полимерных пленок.

при вытягивании достигается ориентированное расположение фибрилл и, соответственно, уменьшение расстояния между ними. Что облегчает межцепочечный (межфибриллярный) перенос. При этом также увеличивается и прочность материала (например, вытянутый полиэтилен имеет прочность стали). Структура фибриллярн
Слайд 2

при вытягивании достигается ориентированное расположение фибрилл и, соответственно, уменьшение расстояния между ними. Что облегчает межцепочечный (межфибриллярный) перенос. При этом также увеличивается и прочность материала (например, вытянутый полиэтилен имеет прочность стали).

Структура фибриллярного ПА, размер фибриллы 100-300А.,

Дефекты в полимерной ценпи (типа sp3 дефектов или поворотов по оси цепи) полностью локализуют транспорт, нарушая пи – перекрывание. В этом случае носители движутся с помощью туннельных перескоков с цепи на цепь. Чтобы такие перескоки происходили, нужен большой интеграл перекрытия между цепями. Степе
Слайд 3

Дефекты в полимерной ценпи (типа sp3 дефектов или поворотов по оси цепи) полностью локализуют транспорт, нарушая пи – перекрывание. В этом случае носители движутся с помощью туннельных перескоков с цепи на цепь. Чтобы такие перескоки происходили, нужен большой интеграл перекрытия между цепями. Степень трехмерного взаимодействия между цепями можно характеризовать с помощью межцепочечного интеграла перекрытия t3d ~(1/τ3d)1/2, где τ3d – время перескока между цепями. При этом t0 ~(1/τ0)1/2— интеграл перекрытия внутри цепи обратно пропорционален времени перескоков внутри цепи, L — длина цепи без дефектов. Тогда для параллельного расположения цепей условием когерентного трехмерного транспорта будет следующее: время движения по цепи L/v (v =аt0 /h – скорость движения по цепи) должно быть больше, чем время когерентного перехода на соседнюю цепь – h/t 3d . Это условие соответствует неравентсву: Т.е. длина цепи без дефектов должна составлять 30 постоянных решетки. Для беспорядочного расположения цепей это условие становится еще более жестким: L/a>>(t0/t3d)2>>900. Таким образом, упорядоченный, бездефектный ПА с близким расположением цепей может являться анизотропным трехмерным металлом с проводимостью близкой к теоретической.

В полимерах с 300К. Температурные зависимости проводимости легированного ПА (Рис.а) демонстрирующие переход к квазиметаллической проводимости при высокой концентрации примеси (Рис.б)
Слайд 4

В полимерах с 300К

Температурные зависимости проводимости легированного ПА (Рис.а) демонстрирующие переход к квазиметаллической проводимости при высокой концентрации примеси (Рис.б)

Что же происходит в таких хорошо проводящих полимерах и каков механизм проводимости? При таких высоких концентрациях запрещенная зона замывается (волновые функции солитонов, поляронов перекрываются) и происходит переход полупроводник –металл. В этом случае носителями заряда являются дырки и электрон
Слайд 5

Что же происходит в таких хорошо проводящих полимерах и каков механизм проводимости? При таких высоких концентрациях запрещенная зона замывается (волновые функции солитонов, поляронов перекрываются) и происходит переход полупроводник –металл. В этом случае носителями заряда являются дырки и электроны. В пользу указанного перехода свидетельствует изменение температурного хода термоэдс и магнитной восприимчивости с ростом легирования. В магнитной восприимчивости начинает преобладать температурно независимый вклад восприимчивости Паули (парамагнитный вклад Ферми частиц -газа свободных электронов). Вклад восприимчивости Кюри , связанный с локализованными спинами отсутствует

В термоэдс наблюдается линейно зависящий от температуры вклад, определяемый плотностью электронных состояний на поверхности Ферми. Для прыжковой проводимости термоэдс меняется с температурой более слабо - как корень от Т.

Какова же величина максимальной проводимости в квазиодномерном металле? Поскольку в одномерном металле большой импульс Ферми (порядка вектора обратной решетки), а единственный канал рассеяния – это рассеяние назад (что соответствует максимально большой передаче импульса), то ответственные за рассеян
Слайд 6

Какова же величина максимальной проводимости в квазиодномерном металле? Поскольку в одномерном металле большой импульс Ферми (порядка вектора обратной решетки), а единственный канал рассеяния – это рассеяние назад (что соответствует максимально большой передаче импульса), то ответственные за рассеяние фононы должны обладать предельными импульсами и соответственно энергиями ( порядка дебаевской- hd ~ 0,12эВ ), t~c exp(hw/kT). проводимость s~ne2 t/me будет выше, чем у кристаллических металлов и экспоненциально возрастать с уменьшением температуры. При комнатной температуре расчеты дают значение проводимости 2 106 (ом см)-1. Однако реально достигаемая величина проводимости отличается на 1-5 порядков (101 — 3 105) (Ом см)-1 температурная зависимость проводимости не следует предсказанному теоретически выражению для квазиодномерного металла и имеет температурный ход с максимумом. Наблюдаемая зависимость обьясняется в настоящее время туннелированием между металлическими островами благодаря флуктуациям напряжения на таком туннельном переходе. Общий вид температурной зависимости описывает наблюдаемый максимум: где =(1/2-1), T1 и Т0 — параметры, связанные с высотой туннельных барьеров и величиной флуктуаций.

Полинитрид серы. Единственным полимерным материалом, в котором ноблюдается металлическая проводимость ( причем без легирования), является полинитрид серы (SN)n . Структура (SN)n показана на рис., атомы серы и азота образуют цепочки, лежащие практически в одной плоскости . Расстояние между атомами се
Слайд 7

Полинитрид серы

Единственным полимерным материалом, в котором ноблюдается металлическая проводимость ( причем без легирования), является полинитрид серы (SN)n . Структура (SN)n показана на рис., атомы серы и азота образуют цепочки, лежащие практически в одной плоскости . Расстояние между атомами серы в соседних цепочках – 3,4 А, это достаточно малая величина обеспечивает сильное взаимодействие между цепями и отражается на зонной структуре полимера ( подавляет появление Пайрлсовской запрещенной зоны). Таким образом, качественные кристаллы (SN)n можно считать анизотропным трехмерным металлом. Проводимость качественных кристаллов (SN)n при комнатной температуре достигает 4000 (Ом см)-1. С понижением температуры проводимость непрерывно возрастает вплоть до перехода в сверхпроводящее состояние при 0.26 К. Анизотропия проводимости при комнатной температуре составляет около 50. В низкотемпературной области она возрастает до 103-104.

Полианилин. Проводимость в полианилине (форма ПАНИ) изменяется на 11 порядков при помещении его в кислоту (например, HCl). При этом, в качестве легирующей примеси выступают ионы Н+ (протонирование). Механизм такого легирования еще не до конца понятен, поскольку знак термоэдс указывает на электронный
Слайд 8

Полианилин

Проводимость в полианилине (форма ПАНИ) изменяется на 11 порядков при помещении его в кислоту (например, HCl). При этом, в качестве легирующей примеси выступают ионы Н+ (протонирование). Механизм такого легирования еще не до конца понятен, поскольку знак термоэдс указывает на электронный характер проводимости, хотя в процессе протонирования добавляются дырки. Предполагается, что протонирование вызывает вращение бензольных колец относительно друг друга и плоскости цепи, что приводит к увеличению интеграла перекрытия. Важным свойством полианилина, которое обьясняет его широкое техническое применение, является его растворимость (другие полимеры часто оказываются нерастворимы). Это свойство ПАНИ применяется в органической литографии. Смесь соль с ПАНИ облучается ультрафиолетом. При этом соль разлагается на кислоту и основание , кислота легирует полимер и он становится нерастворимым . Можно таким образом получить проводящие полоски размером 0,25 мкм.

Рис. 4.16. Процесс легирования полианилина (PANI) при помещениии его в кислоту.

Электропроводность ПАНИ.
Слайд 9

Электропроводность ПАНИ.

Список похожих презентаций

Свойства полимеров

Свойства полимеров

Широким применением полимеры обязаны своим свойствам, важнейшими из них являются способность к образованию анизотропных высокоориентированных волокон ...
Характеристики полимеров

Характеристики полимеров

ПРИРОДНЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ. ПОЛИМЕРЫ - высокомолекулярные соединения, состоящие из множества одинаковых структурных звеньев. пластмассы целлюлоза ...
Получение полимеров

Получение полимеров

Классификация полимеров. Классы полимеров Биополимеры. Синтетические полимеры. Искусственные полимеры. Полисахариды Белки Крахмал Целлюлоза. Натуральный ...
Классификация полимеров

Классификация полимеров

Полимеры - вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок, соединенных между собой химическими связями Высокомолекулярные ...
В мире полимеров

В мире полимеров

Полимеры. Высокомолекулярные соединения (ВМС), или полимеры, - это химические вещества, макромолекулы которых имеют большую молекулярную массу, достигающую ...
Органическая химия "Жиры"

Органическая химия "Жиры"

Рацион питания Белки Жиры Углеводы 2а, 2б 1 4б, 5. Роль жиров в здоровом питании спортсменов. Жиры хорошо усваиваются организмом, имеют высокую калорийность, ...
Органическая химия

Органическая химия

история развития органической химии предмет органической химии особенности органических веществ Бутлеров теория строения органических соединений Бутлерова ...
Органическая химия

Органическая химия

Органическая химия – химия углеводородов и их производных. Углеводороды (УВ) – простейшие органические вещества, молекулы которых состоят из атомов ...
Углеводы химия

Углеводы химия

Содержание. Классификация углеводов Моносахариды Нахождение в природе Изомерия Получение Физические свойства Химические свойства Источники информации. ...
«Задачи» химия

«Задачи» химия

- исследование задач по нанонауке; - ознакомление с наномиром: о достижениях нанохимии и нанотехнологии; - составление задач по нанонауке; - решение ...
Полезная химия во фруктах и овощах

Полезная химия во фруктах и овощах

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14. Химический состав сока во многом схож у различных видов этих фруктов: сок плодов содержит: сахара, органические кислоты, ...
Сложные эфиры химия

Сложные эфиры химия

Цели урока:. 1.Изучить строение сложных эфиров. 2.Познакомиться с механизмом реакции этерификации. Номенклатура. Названия сложных эфиров происходит ...
Аналитическая химия

Аналитическая химия

Определение. Аналити́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий химический состав и структуру веществ; имеет целью определение элементов или групп элементов, ...
Аналитическая химия

Аналитическая химия

План доклада. Аналитическая химия (определение) Гармонизация терминологии по аналитической химии Роль терминологии Источники терминологии Цели и задачи ...
Азот химия

Азот химия

План урока:. История открытия Цели Нахождение в природе Строение и свойства атома и молекулы Физические и химические свойства Получение и применение ...
алюминий химия

алюминий химия

получение алюминия. Применение алюминия. ...
«Электролитическая диссоциация» химия

«Электролитическая диссоциация» химия

Электролитическая диссоциация. H2O. Процесс распада электролита на ионы при растворении его в воде или расплавлении называется электролитической диссоциацией. ...
«Окислительно-восстановительные реакции» химия

«Окислительно-восстановительные реакции» химия

СОДЕРЖАНИЕ:. 1. Какие реакции называются окислительно-восстановительными? 2. Что называют окислителем, восстановителем? 3. Окислительно-восстановительный ...
«Нуклеиновые кислоты» химия

«Нуклеиновые кислоты» химия

Цель урока: сформировать у студентов понимание взаимосвязанности и взаимозависимости веществ в клетке. Задачи урока: повторить строение и основные ...
Органическая химия как наука

Органическая химия как наука

Содержание. Знакомство с историей возникновения науки органическая химия Органические вещества Схемы реакций Органическая химия Электронное строение ...

Советы как сделать хороший доклад презентации или проекта

  1. Постарайтесь вовлечь аудиторию в рассказ, настройте взаимодействие с аудиторией с помощью наводящих вопросов, игровой части, не бойтесь пошутить и искренне улыбнуться (где это уместно).
  2. Старайтесь объяснять слайд своими словами, добавлять дополнительные интересные факты, не нужно просто читать информацию со слайдов, ее аудитория может прочитать и сама.
  3. Не нужно перегружать слайды Вашего проекта текстовыми блоками, больше иллюстраций и минимум текста позволят лучше донести информацию и привлечь внимание. На слайде должна быть только ключевая информация, остальное лучше рассказать слушателям устно.
  4. Текст должен быть хорошо читаемым, иначе аудитория не сможет увидеть подаваемую информацию, будет сильно отвлекаться от рассказа, пытаясь хоть что-то разобрать, или вовсе утратит весь интерес. Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста.
  5. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом.
  6. Правильно подберите наряд, т.к. одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления.
  7. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
  8. Старайтесь получить удовольствие от выступления, тогда Вы сможете быть более непринужденным и будете меньше волноваться.

Информация о презентации

Ваша оценка: Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
Дата добавления:24 февраля 2019
Категория:Химия
Содержит:9 слайд(ов)
Поделись с друзьями:
Скачать презентацию
Смотреть советы по подготовке презентации