Elektrické a optické vlastnosti polymerů - NBCM038
Anglický název: Electrical and Optical Properties of Polymers
Zajišťuje: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2018
Semestr: letní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc.
RNDr. Josef Klimovič, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Biofyzika a chemická fyzika
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh LS   Nástěnka   
Anotace -
Poslední úprava: ()
Elektronová struktura polymerů, polymerní polovodiče, generace a přenos náboje, senzibilizace, záchytná a rekombinační centra, prostorový náboj, injekce z elektrod, vliv nadmolekulární struktury, jevy na rozhraních. Kapalné krystaly, absorpce světla, luminiscence, excitace, aplikace.
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (12.06.2019)

Ústní zkouška.

Literatura -
Poslední úprava: 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.

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: doc. RNDr. Věra Cimrová, CSc. (12.06.2019)

Požadavky ke zkoušce podle sylabu v rozsahu presentovaném v přednášce.

Sylabus -
Poslední úprava: 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.