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2025-01-12 10:14本頁面
【正文】 51 第五章 導電高分子 4 超導電高分子 超導態(tài)和超導理論的基本概念 超導態(tài)及其特征 1908年荷蘭物理學家翁內斯經過長期努力，使 最后一種 “永久氣體”氦氣 （ He）液化。 1911年翁內 斯在研究金屬汞（ Hg）的電阻隨溫度變化規(guī)律時發(fā) 現(xiàn)， 當溫度降低時，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 導電高分子 圖 5— 23 汞的導電性與溫度的關系 53 第五章 導電高分子 圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示在該溫度下 汞的電阻與 0℃ 時汞的電阻之比： R/R0（ 273K）。 這種零電阻現(xiàn)象意味著此時電子可毫無阻礙地自由 流過導體，而不發(fā)生任何能量的消耗。金屬汞的這 種低溫導電狀態(tài)，稱為 超導態(tài) 。使汞從導體轉變?yōu)? 超導體的轉變溫度，稱為 超導臨界溫度，記作 Tc。 54 第五章 導電高分子 超導體材料當處于 Tc以上溫度時，與正常導體 一樣，都有一定的電阻值，此時超體處于正常態(tài)。 而在 Tc以下時，超導體處于零電阻狀態(tài)。但從圖中 可以看到，超導體從正常態(tài)向超導態(tài)的過渡是在一 個溫度區(qū)間內完成的，這個溫度區(qū)間稱為 超導轉變 溫度 ，與超導體的性質有關。因此，通常 將超導體 電阻下降到正常態(tài)電阻值一半時所處溫度定為 Tc。 55 第五章 導電高分子 現(xiàn)實的問題是，盡管化學家采取了多種辦法企 圖按 Little模型合成高溫超導聚合物，但至今為止尚 未檢測出超導性。 近年來，不少科學家提出了許多其他超導聚合 物的模型，各有所長，但也有不少缺陷。因此，在 超導聚合物的研究中，還有許多艱巨的工作要作。 56 第五章 導電高分子 據(jù)最近的 《 科技文摘報 》 報道： 美國朗訊科技公司貝爾實驗室的科學家發(fā)現(xiàn)一 種有機聚合物在低溫下表現(xiàn)出超導特性，這是人們 首次發(fā)現(xiàn)有機聚合物能夠成為超導材料。 科學家報告說，他們利用有機聚合物 聚 3已基 噻吩（ P3HT） 的溶液，制造出結構有規(guī)則的 P3HT 薄膜，并用場效應晶體管往薄膜中注入電荷。結果 發(fā)現(xiàn)，在溫度降到 K（ － ℃ ）時，薄膜 表現(xiàn)出了超導特性。 57 第五章 導電高分子 盡管這一成果中超導材料的臨界溫度很低，但 這已經是相當重要的新進展。它意味著有機聚合物 材料導電性的可調整范圍比人們原先認為的更寬， 不僅能用作絕緣體、導電體，還有希望在超導領域 一展身手。 58 黑格（ Alan J. Heeger， 1936～）小傳 1936年 12月 22日生于美國衣阿華州 1957年畢業(yè)于內布拉斯加大學物理系，獲物理學土學位 1961年獲加州大學伯克利分校物理博士學位。 1962年至 1982年任教于賓夕法尼亞大學物理系， 1967 年任該校物理系教授。后轉任加利福尼亞大學圣芭芭拉 分校物理系教授并任高分子及有機固體研究所所長 20世紀 70年代末，在塑料導電研究領域取得了突破性的 發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)導電聚合物這一嶄新研究領域 1990年創(chuàng)立 UNIAX公司并自任董事長及總裁 2022年，因在導電聚合物方面的貢獻榮獲諾貝爾化學獎 共獲美國專利 40余項．發(fā)表論文 635篇（統(tǒng)計至1999年 6月）。據(jù) SCI所作的 10年統(tǒng)計（ 1980～1989），在全世界各研究領域所有發(fā)表論文被引用次數(shù)的排名中（包括所有學科）他名列第64名，是該 l0年統(tǒng)計中唯一進入前 100名的物理學家。 在聚合物導電材料方面開創(chuàng)性的貢獻有： 1973年發(fā)表對 TTF— TCNQ類具有金屬電導的有機電荷轉移復合物的研究，開創(chuàng)了有機金屬導體及有機超導體研究的先河 1976年發(fā)表對聚乙炔的摻雜研究，開創(chuàng)了導電聚合物的研究領域 1991年提出用可溶性共軛聚合物實現(xiàn)高效聚合物發(fā)光器件，為聚合物發(fā)光器件的實用開辟了新途徑 1992年提出 “對離子誘導加工性” 的新概念，從而實現(xiàn)了人們多年來發(fā)展兼具高電導及加工性的導電聚合物的夢想，為導電聚合物實用化提出了新方向 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：去冒險吧 59 麥克迪爾米德小傳 （ Alan G. MacDiarmid， 1929～） 發(fā)表過六百多篇學術論文擁有二十項專利技術 1927年生于新西蘭。 曾就讀于新西蘭大學、美國 威斯康星大學以及英國劍橋 大學。 1955年開始在賓夕法尼亞大 學任教。 1973年開始研究導電高分子 2022年獲諾貝爾化學獎 60 白川英樹（ Hideki Shirakawa， 1936～）小傳 1983年他的研究論文 《 關于聚乙炔的研究 》 獲得日本高分子學會獎，還著有 《 功能性材料入門 》 、 《 物質工學的前沿領域 》 等書。 1961年畢業(yè)于東京工業(yè)大學理工學 部化學專業(yè)，畢業(yè)后留校于該校資 源化學研究所任助教 1976年到美國賓夕法尼亞大學留學 1979年回國后到筑波大學任副教授 1982年升為教授。 2022年獲諾貝爾化學獎 61 ? 導電高分子基本概念建立的標志是什么 ? ? 什么是導電高分子及其結構特點 ? 什么是結構型導電高分子，研究得較為深入的品種有什么 ? 共軛聚合物的摻雜及導電性
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