Subjects

Your browser does not support JavaScript, or its support is disabled. Some features may not be available.

Electrical and Optical Properties of Polymers - NBCM038

Title:	Elektrické a optické vlastnosti polymerů
Guaranteed by:	Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
Faculty:	Faculty of Mathematics and Physics
Actual:	from 2018
Semester:	summer
E-Credits:	3
Hours per week, examination:	summer s.:2/0, Ex [HT]
Capacity:	unlimited
Min. number of students:	unlimited
4EU+:	no
Virtual mobility / capacity:	no
State of the course:	taught
Language:	Czech
Teaching methods:	full-time
Teaching methods:	full-time

Guarantor:	doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. RNDr. Josef Klimovič, CSc.
Classification:	Physics > Biophysics and Chemical Physics

Opinion survey results Examination dates SS schedule Noticeboard

Annotation -

Last update: T_KMF (23.05.2001)

Electron structure of polymers, polymer semiconductors, charge generation and charge transfer, traps and recombination centers, space charge, injection from the electrodes, influence of supramolecular structure, interface effects. Liquid crystals, light absorption, luminiscence, excitation, applications.

Course completion requirements -

Last update: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (12.06.2019)

Oral exam.

Literature -

Last update: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (13.05.2019)

T. Blythe and D. Bloor: Electrical Properties of Polymers, Cambrige University Press 2005.

M. Pope, Ch. E. Swenberg: Electronic Processes in Organic crystals and Polymers, Oxford Science Publications 1999.

G. Hadziioannou, P.F. van Hutten, Semiconducting Polymers, Wiley-VCH 2000.

M. Geoghegan, G. Hadziioannou, Polymer Electronics, Oxford University Press, 2013.

T.A. Skotheim, J.R. Reynolds, Handbook of Conducting Polymers, Conjugated Polymers, Handbook of Conducting Polymers, 2 Volume Set. Boca Raton: CRC Press 2007.

Requirements to the exam -

Last update: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (12.06.2019)

Requirements according to the syllabus in the extent presented in the lecture.

Syllabus -

Last update: Marcela Búryová (14.05.2019)

Relation between electrical conductivity of polymers and their chemical structure.

Polymer semiconductors.

Electronic conductivity.

Methods of conductivity measurement.

Electronic states in polymers.

Photoconductivity, quantum yield.

Photogeneration of charge carriers.

---------------------------------------------------------------.

Electronic and vibrational states.

Light absorption.

Luminescence.

Light scattering.

Last update: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (14.05.2019)

POLYMERY A ORGANICKÉ MATERIÁLY

• Úvod do studia elektrických a optických vlastností, základní charakterizace polymerů, jejich rozdělení z hlediska elektrické vodivosti, vztah vlastností a chemického složení, vodivé a polovodivé polymery, design, struktura, ladění optických vlastností chemickou cestou, význam studia optických a elektrických vlastností, perspektivy a výhody polymerů pro aplikace zejména ve fotonice a elektronice.

ELEKTRONOVÁ STRUKTURA POLYMERŮ

• Energetická struktura, pásový model, excitony, solitony, polarony, bipolarony, vztah elektrické vodivosti polymerů k jejich chemické struktuře, dopování, metody určení elektronové struktury polymerů, absorpční a elektrochemické metody - cyklická voltametrie.

• Elektronové a vibrační stavy. (Jabloňskeho diagram, zářivé a nezářivé přechody, vnitřní konverze, singletní a tripletní stavy, mezisystémové přechody, souvislost s absorpčními a luminiscenčními spektry).

ABSORPCE A LUMINISCENCE V ROZTOCÍCH A TENKÝCH VRSTVÁCH

• Absorpce: Lambertův-Beerův zákon, propustnost, absorbance, vibrační struktura absorpčních spekter. Luminiscence: fluorescence a fosforescence, kinetika, polarizace fluorescence, souvislost s momenty elektronových přechodů. Přenos excitační energie, excimery, exciplexy, agregáty. Lineární a nelineární optické jevy.

• Způsoby měření absorpčních a luminiscenčních spekter a jejich analýza, stacionární a časově rozlišené spektroskopie. Příprava vzorků pro měření.

ELEKTRICKÁ VODIVOST A TRANSPORT NÁBOJE.

• Elektronová a iontová vodivost (základní vztahy a pojmy pro popis vodivosti).

• Mechanismy elektrické vodivosti, transportu náboje, měření pohyblivosti, driftová pohyblivost, její závislost na napětí, Poole-Frenkelův jev.

FOTOVODIVOST A FOTOGENERACE NÁBOJE.

• Mechanismy přímé fotogenerace, mechanismy zahrnující disociaci excitonu, vznik vázaného elektron-děrového páru, Onsagerův model aj.

METODY MĚŘENÍ ELEKTRICKÉ VODIVOSTI A FOTOVODIVOSTI

• Stacionární a pulsní, určování základních parametrů (driftové pohyblivosti, aktivační energie temnotní vodivosti a fotovodivosti, určování kvantového výtěžku fotogenerace náboje, měření spektrálních závislostí a jejich interpretace, typy vzorků, typy kontaktů, injekce náboje, určení pohyblivosti z měření a analýzy charakteristik organického polem řízeného tranzistoru (FET))

LOKALIZOVANÉ STAVY (PASTI)

• Záchytné procesy, typy pastí, experimentální metody studia spektra lokálních záchytných center pro nosiče náboje, proudy omezené prostorovým nábojem, vliv energetického rozložení pastí, metody termostimulované vodivosti,.isotermického doznívání proudu, fotostimulované vodivosti a termostimulované luminiscence.

VYBRANÉ APLIKACE POLYMERŮ VE FOTONICE A ELEKTRONICE.

• Elektroluminiscenční polymery - organická elektroluminiscence (základní procesy, polymerní elektroluminiscenční prvky (LED), příprava a jejich charakterizace).

• Fotovodivé polymery - Organická fotovoltaika (základní procesy, objemový heteropřechod, organické a polymerní fotovoltaické články, příprava a jejich charakterizace).

• Elektrochromní polymery – elektrochromie (spektroelektrochemie, spektrální změny při oxidaci nebo redukci, zajímavé aplikace).

• Fotoadresovatelné polymery, fotochromní polymery a fotopolymery – fotochromie, optické paměti (základní principy a příklady).

• Spínací a paměťové prvky, sensory, optická vlákna a další vybrané aplikace polymerů se zajímavými optických či elektrickými vlastnostmi.