功能高分子導(dǎo)電ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-12 10:14本頁(yè)面
【正文】 51 第五章 導(dǎo)電高分子 4 超導(dǎo)電高分子 超導(dǎo)態(tài)和超導(dǎo)理論的基本概念 超導(dǎo)態(tài)及其特征 1908年荷蘭物理學(xué)家翁內(nèi)斯經(jīng)過長(zhǎng)期努力，使 最后一種 “永久氣體”氦氣 （ He）液化。 1911年翁內(nèi) 斯在研究金屬汞（ Hg）的電阻隨溫度變化規(guī)律時(shí)發(fā) 現(xiàn)， 當(dāng)溫度降低時(shí)，汞的電阻先是平穩(wěn)地減小，而 在 ，電阻突然降為零 。如圖所示： 52 第五章 導(dǎo)電高分子 圖 5— 23 汞的導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系 53 第五章 導(dǎo)電高分子 圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)表示在該溫度下 汞的電阻與 0℃ 時(shí)汞的電阻之比： R/R0（ 273K）。 這種零電阻現(xiàn)象意味著此時(shí)電子可毫無(wú)阻礙地自由 流過導(dǎo)體，而不發(fā)生任何能量的消耗。金屬汞的這 種低溫導(dǎo)電狀態(tài)，稱為 超導(dǎo)態(tài) 。使汞從導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)? 超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度，稱為 超導(dǎo)臨界溫度，記作 Tc。 54 第五章 導(dǎo)電高分子 超導(dǎo)體材料當(dāng)處于 Tc以上溫度時(shí)，與正常導(dǎo)體 一樣，都有一定的電阻值，此時(shí)超體處于正常態(tài)。 而在 Tc以下時(shí)，超導(dǎo)體處于零電阻狀態(tài)。但從圖中 可以看到，超導(dǎo)體從正常態(tài)向超導(dǎo)態(tài)的過渡是在一 個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)完成的，這個(gè)溫度區(qū)間稱為 超導(dǎo)轉(zhuǎn)變 溫度 ，與超導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)。因此，通常 將超導(dǎo)體 電阻下降到正常態(tài)電阻值一半時(shí)所處溫度定為 Tc。 55 第五章 導(dǎo)電高分子 現(xiàn)實(shí)的問題是，盡管化學(xué)家采取了多種辦法企 圖按 Little模型合成高溫超導(dǎo)聚合物，但至今為止尚 未檢測(cè)出超導(dǎo)性。 近年來，不少科學(xué)家提出了許多其他超導(dǎo)聚合 物的模型，各有所長(zhǎng)，但也有不少缺陷。因此，在 超導(dǎo)聚合物的研究中，還有許多艱巨的工作要作。 56 第五章 導(dǎo)電高分子 據(jù)最近的 《 科技文摘報(bào) 》 報(bào)道： 美國(guó)朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一 種有機(jī)聚合物在低溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)特性，這是人們 首次發(fā)現(xiàn)有機(jī)聚合物能夠成為超導(dǎo)材料。 科學(xué)家報(bào)告說，他們利用有機(jī)聚合物 聚 3已基 噻吩（ P3HT） 的溶液，制造出結(jié)構(gòu)有規(guī)則的 P3HT 薄膜，并用場(chǎng)效應(yīng)晶體管往薄膜中注入電荷。結(jié)果 發(fā)現(xiàn)，在溫度降到 K（ － ℃ ）時(shí)，薄膜 表現(xiàn)出了超導(dǎo)特性。 57 第五章 導(dǎo)電高分子 盡管這一成果中超導(dǎo)材料的臨界溫度很低，但 這已經(jīng)是相當(dāng)重要的新進(jìn)展。它意味著有機(jī)聚合物 材料導(dǎo)電性的可調(diào)整范圍比人們?cè)日J(rèn)為的更寬， 不僅能用作絕緣體、導(dǎo)電體，還有希望在超導(dǎo)領(lǐng)域 一展身手。 58 黑格（ Alan J. Heeger， 1936～）小傳 1936年 12月 22日生于美國(guó)衣阿華州 1957年畢業(yè)于內(nèi)布拉斯加大學(xué)物理系，獲物理學(xué)土學(xué)位 1961年獲加州大學(xué)伯克利分校物理博士學(xué)位。 1962年至 1982年任教于賓夕法尼亞大學(xué)物理系， 1967 年任該校物理系教授。后轉(zhuǎn)任加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉 分校物理系教授并任高分子及有機(jī)固體研究所所長(zhǎng) 20世紀(jì) 70年代末，在塑料導(dǎo)電研究領(lǐng)域取得了突破性的 發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)導(dǎo)電聚合物這一嶄新研究領(lǐng)域 1990年創(chuàng)立 UNIAX公司并自任董事長(zhǎng)及總裁 2022年，因在導(dǎo)電聚合物方面的貢獻(xiàn)榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 共獲美國(guó)專利 40余項(xiàng)．發(fā)表論文 635篇（統(tǒng)計(jì)至1999年 6月）。據(jù) SCI所作的 10年統(tǒng)計(jì)（ 1980～1989），在全世界各研究領(lǐng)域所有發(fā)表論文被引用次數(shù)的排名中（包括所有學(xué)科）他名列第64名，是該 l0年統(tǒng)計(jì)中唯一進(jìn)入前 100名的物理學(xué)家。 在聚合物導(dǎo)電材料方面開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)有： 1973年發(fā)表對(duì) TTF— TCNQ類具有金屬電導(dǎo)的有機(jī)電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的研究，開創(chuàng)了有機(jī)金屬導(dǎo)體及有機(jī)超導(dǎo)體研究的先河 1976年發(fā)表對(duì)聚乙炔的摻雜研究，開創(chuàng)了導(dǎo)電聚合物的研究領(lǐng)域 1991年提出用可溶性共軛聚合物實(shí)現(xiàn)高效聚合物發(fā)光器件，為聚合物發(fā)光器件的實(shí)用開辟了新途徑 1992年提出 “對(duì)離子誘導(dǎo)加工性” 的新概念，從而實(shí)現(xiàn)了人們多年來發(fā)展兼具高電導(dǎo)及加工性的導(dǎo)電聚合物的夢(mèng)想，為導(dǎo)電聚合物實(shí)用化提出了新方向 1996年首次發(fā)表共軛聚合物固態(tài)下的光泵浦激光。 座右銘：去冒險(xiǎn)吧 59 麥克迪爾米德小傳 （ Alan G. MacDiarmid， 1929～） 發(fā)表過六百多篇學(xué)術(shù)論文擁有二十項(xiàng)專利技術(shù) 1927年生于新西蘭。 曾就讀于新西蘭大學(xué)、美國(guó) 威斯康星大學(xué)以及英國(guó)劍橋 大學(xué)。 1955年開始在賓夕法尼亞大 學(xué)任教。 1973年開始研究導(dǎo)電高分子 2022年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 60 白川英樹（ Hideki Shirakawa， 1936～）小傳 1983年他的研究論文 《 關(guān)于聚乙炔的研究 》 獲得日本高分子學(xué)會(huì)獎(jiǎng)，還著有 《 功能性材料入門 》 、 《 物質(zhì)工學(xué)的前沿領(lǐng)域 》 等書。 1961年畢業(yè)于東京工業(yè)大學(xué)理工學(xué) 部化學(xué)專業(yè)，畢業(yè)后留校于該校資 源化學(xué)研究所任助教 1976年到美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)留學(xué) 1979年回國(guó)后到筑波大學(xué)任副教授 1982年升為教授。 2022年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 61 ? 導(dǎo)電高分子基本概念建立的標(biāo)志是什么 ? ? 什么是導(dǎo)電高分子及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ? 什么是結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子，研究得較為深入的品種有什么 ? 共軛聚合物的摻雜及導(dǎo)電性
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