半導(dǎo)性與金屬性聚合物

前言

導(dǎo)電（共軛）聚合物具有特異的性能組合：具有金屬或半導(dǎo)體的電子特性并“兼有，，易于加工的優(yōu)點和聚合物的力學(xué)性質(zhì)。“兼有”這些特性使得導(dǎo)電聚合物成為特殊的材料。然而，畢竟已有很多優(yōu)異的金屬，僅舉幾例，如銅、鎳、銀、金；同樣也有很多優(yōu)異的半導(dǎo)體。實際上，現(xiàn)代復(fù)雜的電子工業(yè)就是建立在利用半導(dǎo)體硅的基礎(chǔ)上。要得到比銅更好的金屬、或比硅更好的半導(dǎo)體將會很難。那么，究竟為什么人們還對半導(dǎo)性和金屬性聚合物有興趣呢？第一個回答很簡單：由于它們（在自然界）不存在。在發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物三十五年之后的現(xiàn)在，人們已經(jīng)在實驗室獲得了電導(dǎo)率接近金屬銅而機械強度超過鋼的導(dǎo)電聚合物，這樣的成就堪稱卓越。用導(dǎo)電聚合物制得了多種電子與光學(xué)器件。例如，聚合物發(fā)光二極管可以像熒光燈一樣亮，但工作電壓僅為幾伏；由導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物制備的太陽能光伏轉(zhuǎn)換器件已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，共軛聚合物晶體管、電路與芯片也已經(jīng)成為產(chǎn)品。但是更全面的回答，要回到“兼有”上來。聚合物比金屬或晶體半導(dǎo)體要容易加工得多，在低溫F加工電子材料的可能性給廉價加工帶來了希望。實際上，半導(dǎo)性與金屬性聚合物還可以被看做一種電子“墨水”。與導(dǎo)電聚合物的科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合的印刷技術(shù)（噴墨打印、膠印等）將使電子器件的制造發(fā)生革命。同時，半導(dǎo)性與金屬性聚合物還可以有一些需要特殊力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用，如柔性器件。由此可見，半導(dǎo)性與金屬性聚合物研究的重要性源于以下兩方面：（1）由于它們在自然界不存在，從而開辟了一個全新的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域；（2）它們提供了其他已知材料從未具備過的獨特的性能組合。第一點顯示了其科學(xué)與智力的挑戰(zhàn)；第二點昭示了其廣泛的應(yīng)用可能。本書綜括了一系列精選的專題，廣泛涉及這類材料在科學(xué)與智力上的挑戰(zhàn)以及其可能的應(yīng)用。由于這一領(lǐng)域急速的發(fā)展，本書所選專題不可能是真正意義上“完整的”。作者已盡己所能，利用個人的經(jīng)驗與判斷，特別是多年直接參與這一領(lǐng)域研究與發(fā)展的體會來選定本書各章的內(nèi)容。半導(dǎo)性與金屬性聚合物是跨學(xué)科材料科學(xué)技術(shù)中最吸引人的領(lǐng)域之一。這一領(lǐng)域需要物理、化學(xué)、高分子科學(xué)、流體力學(xué)、電氣與電子工程以及光學(xué)等廣泛的跨學(xué)科的知識。有機發(fā)光二極管、有機太陽電池、有機晶體管、有機光探測器以及有機生物傳感器等已經(jīng)開始進入市場。

內(nèi)容概要

本書是一部有機高分子光電子學(xué)方面的著作，同時緊密結(jié)合了物理學(xué)、化學(xué)與材料科學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)。全書共14章，分為兩部分，第1～8章為基礎(chǔ)科學(xué)及理論部分，涵蓋共軛聚合物半導(dǎo)體、金屬導(dǎo)體的基本物理，包括電子態(tài)、元激發(fā)、能帶理論及其理論模型等。第9～14章為共軛半導(dǎo)性及金屬性聚合物在光電器件等幾個最活躍領(lǐng)域(包括發(fā)光二極管在平板顯示、電化學(xué)發(fā)光器件、聚合物激光、光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及聚合物異質(zhì)結(jié)太陽電池及光探測器、有機／聚合物場效應(yīng)晶體管等)的基本科學(xué)問題及最新進展。    本書既可作為本領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域的研究者、工程技術(shù)人員及相關(guān)項目管理者的案頭參考書，對有志進入有機光電子學(xué)領(lǐng)域的碩士生、博士生來說，也是一本很好的入門教科書。

作者簡介

作者：（美國）黑格（A.J.Heeger） （奧地利）薩勒吉弗特吉（N.S.Sariciftci） （印度）納牟達斯（E.B.Namdas） 譯者：帥志剛 曹鏞 等

書籍目錄

譯者序前言第1章 π共軛聚合物鏈的電子結(jié)構(gòu)第2章 導(dǎo)電聚合物的摻雜第3章 新特性催生新機遇第4章 導(dǎo)電聚合物中無序引起的金屬-絕緣體（M-I）相變第5章 導(dǎo)電聚合物的金屬態(tài)第6章 共軛聚合物中的非線性激發(fā)：孤子、極化子和雙極化子第7章 孤子、極化子和雙極化子：實驗第8章 共軛聚合物的半導(dǎo)體特性第9章 聚合物發(fā)光二級管（PLED）和PLED點陣顯示屏第10章 發(fā)光電化學(xué)池第11章 半導(dǎo)性聚合物激光材料第12章 從半導(dǎo)性聚合物到受體的光致電荷轉(zhuǎn)移第13章 光伏電池和光電探測器第14章 聚合物場效應(yīng)晶體管附錄 英文符號與縮略語索引彩圖

章節(jié)摘錄

插圖：

媒體關(guān)注與評論

《半導(dǎo)性與金屬性聚合物》是一部極為優(yōu)秀的導(dǎo)電性（及半導(dǎo)性）聚合物導(dǎo)論。本書的前半部分針對具有廣泛應(yīng)用的聚合物，給出了全面而簡明易懂的有關(guān)光學(xué)及導(dǎo)電性質(zhì)的概述。作者在討論這些基本物理問題時總是緊扣其當(dāng)前及潛在的應(yīng)用，本書的后半部分則專注于這類聚合物在半導(dǎo)體器件上的應(yīng)用，內(nèi)容涵蓋了當(dāng)前在科學(xué)技術(shù)上極為重要的領(lǐng)域，如發(fā)光二極管、光電探測器.光伏電池及場效應(yīng)晶體管等?！　　猂obin Nicholas（牛津大學(xué)）本書由光電功能聚合物領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一.諾貝爾化學(xué)獎得主Alan J，Heeger教授領(lǐng)銜編著，對導(dǎo)電聚合物從基礎(chǔ)理論到其在光電子器件中的應(yīng)用，進行了深入系統(tǒng)的論述與介紹，是迄今導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域最具代表性的學(xué)術(shù)專著。本書非常適合用作相關(guān)專業(yè)研究生的教材和相關(guān)領(lǐng)域研究人員的科研參考書，對導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域的教學(xué)和科研將起到重要推動作用?！　　醴鹚桑ㄖ袊茖W(xué)院）這部著作全面總結(jié)了聚合物作為新型光電功能材料的主要研究成果，闡述了許多重要的理論概念，勾畫了進一步的發(fā)展前景，對廣大科研工作者和研究生來說，這是一本很具啟發(fā)性、難得的好書?！　　跍O（中國科學(xué)院）

編輯推薦

《半導(dǎo)性與金屬性聚合物》由光電功能聚合物領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一、諾貝爾化學(xué)獎得主Alan J．Heeger教授領(lǐng)銜編著，對導(dǎo)電聚合物從基礎(chǔ)理論到其在光電子器件中的應(yīng)用，進行了深入系統(tǒng)的論述與介紹，是迄今導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域最具代表性的學(xué)術(shù)專著?！栋雽?dǎo)性與金屬性聚合物》非常適合用作相關(guān)專業(yè)研究生的教材和相關(guān)領(lǐng)域研究人員的科研參考書，對導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域的教學(xué)和科研將起到重要推動作用。

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