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Polyacetylen - ein Beispiel für leitfähige Polymere

Leitfähigkeitserhöhung durch Dotierung

Eine deutliche Erhöhung der Leitfähigkeit kann z.B. durch eine so genannte p-Dotierung, also Oxidation mit einem Halogen oder Lewis-Säuren, wie z. B. AsF5 , oder durch n-Dotierung mit einem Alkalimetall, also durch Reduktion, erreicht werden. Die Bezeichnung "Dotierung" oder "Doping" für die Erhöhung der Leitfähigkeit eines Polymers wurde aus der Halbleitertechnik entlehnt. Allerdings bedeutet es hier eine partielle Oxidation bzw. Reduktion des Polymers und nicht - wie in der Halbleitertechnik - den Einbau von Fremdatomen in Halbleiterkristalle.

Dabei werden in den Molekülketten positive oder negative Ladungsträger (Polaronen, Bipolaronen) erzeugt, die bei angelegter elektrischer Spannung die Molekülkette entlang wandern. Je regelmäßiger die Halogenidionen (z.B. I) oder Alkalimetallionen (z.B. Na+ ) angeordnet sind, desto leichter wandern die Ladungen die Kettenmoleküle entlang.

Abb.1

a) Polymerkette mit positivem Bipolaron, X- = Halogenidion b) Polymerkette mit positivem Polaron, X = ungeladenes Halogenatom c) Undotierte Polymerkette, M = ungeladenes Alkalimetallatom d) Polymerkette mit negativem Polaron, M+ = Alkalimetallion e) Polymerkette mit negativem Bipolaron

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