Dokument: Electronic transport in polyphyrrole films

Titel:	Electronic transport in polyphyrrole films
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3623
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070220-102029-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Bof' Bufon, Carlos César [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 62,96 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragender:	Prof. Dr. Heinzel, Thomas [Gutachter]
Stichwörter:	Polypyrrol, Organisch-Halbleiter, Elektronische Transport, Polymerisation, granulares System, Sauerstoff-Detektoren, FeldeffekttransistorsPolypyrrole, Organic Semiconductor, Electronic Transport, Polymerization, Granular System, Oxygen Detector, Field-effect transistor
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibungen:	Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss von Polymerisationstemperatur und -potential sowie zyklischer Voltammetrie auf Kettenlänge und Leitfähigkeit von Polypyrrol(PPy)-Filmen. Die Untersuchungen untermauern die Existenz von mindestens zwei verschiedenen Arten von PPy, bezeichnet als PPy I und PPy II. Die Erzeugung dieser verschiedenen PPy-Arten lässt sich über die Polymerisationsbedingungen steuern. UV-vis-Messungen zeigen, dass PPy II aus wesentlich kürzeren Ketten besteht als PPy I (8 bis 12 bzw. 32 bis 64 Einheiten). Weiterhin steigen sowohl Leitfähigkeit als auch Korrelationslänge mit dem PPy II-Gehalt des Films an. In galvanostatisch gewachsenen Proben beobachtet man einen Metall-Isolator-Übergang, wenn die Polymerisationstemperatur reduziert wird, während potentiostatisch gewachsene Filme eine Korrelation zwischen Kettenlänge und Korrelationslänge aufweisen. Der zunächst unerwartete Zusammenhang zwischen Kettenlänge und Leitfähigkeit wird im Rahmen eines durch Unordnung dominierten Transportmechanismus interpretiert: Die kürzeren Ketten des PPy II unterstützen die Entstehung von delokalisierten elektronischen Zuständen und erhöhen dadurch die Leitfähigkeit. Es wird eine neue Technik zur Deposition und Strukturierung von PPy-Filmen durch Gasphasenpolymerisation demonstriert. Diese Methode erlaubt die Herstellung von dünnen PPy-Filmen (zwischen 6nm und 170nm) mit geringer Rauhigkeit auf einem vorstrukturierten Siliziumsubstrat. Der dünne Film verhält sich wie ein granulares System. Der elektronische Transport in diesem System ist stark durch Coulomb- Wechselwirkungen beeinflusst. Dünne PPy-Filme können als Sauerstoff-Detektoren verwendet werden, zudem wurde die Funktion eines PPy-Dünnschicht Feldeffekttransistors bei Raumtemperatur demonstriert. Transportmessungen weisen darauf hin, dass die Funktionsweise dieses Transistors mit der eines Schottky-Barrieren-Feldeffekttransistors vergleichbar ist. The effects of the polymerization-temperature, -potential as well as of voltammetric cycling on the chain length and the conductivity of polypyrrole (PPy) films are investigated. The studies provide further proof for the existence of at least two different types of PPy, the socalled PPy I and PPy II. The generation and control of these different types of PPy depends on the polymerization conditions. UV-vis measurements demonstrate that PPy II comprises significantly shorter chains than PPy I (8-12 vs. 32-64 units); moreover, both film conductivity and localization length are found to increase with the fraction of PPy II. A metal-insulator transition is observed in the galvanostatically grown samples by decreasing the polymerization temperature, while the potentiostatically grown films exhibit a correlation between both the chain and localization lengths. The counter-intuitive relationship between conductivity and chain length is interpreted in terms of disorder-dominated transport, in which the shorter chains of PPy II support the formation of delocalized electronic states, thereby increasing the conductivity. A novel technique used for deposition and patterning of PPy films prepared by vapor-phase polymerization is demonstrated. This technique allows the deposition of the PPy thin films (between 6nm and 170 nm) with low roughness onto a processed silicon substrate. The PPy thin films behave as granular systems. The system shows an electronic transport strongly influenced by Coulomb interactions. In addition, a PPy thin film can be used as an oxygen detector and the operation of a PPy thin-film field-effect transistor at room temperature is demonstrated. Transport measurements indicate that the transistor works as Schottky barrier-type field-effect transistor.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik
Dokument erstellt am:	24.01.2007
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	18.01.2007
Datum der Promotion:	18.01.2007