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導電性ポリマー・モノマー (カタログ209ページ)

導電性ポリマー(ICP:Intrinsically conducting polymer)とは、分子の主鎖に沿って拡張π電子共役系を持つポリマーであり、ドーピングによってその導電性を半導体状態から金属状態まで数桁のオーダーで変化させることができます。p型ドーピングは、化学的酸化剤や電気化学的手法を用いてポリマーを部分酸化し、「正孔」を形成することで結合性p軌道(HOMO)の電子不足を生じさせます1。ICPはOLEDやOPVのような有機プリンタブルエレクトロニクスの用途に加え、電荷散逸(帯電防止)層、導電性複合材料、化学センサーの研究にも応用されています。シグマアルドリッチはこれらの研究に有用な主要なICPを各種ご用意しています。各種導電性ポリマー・モノマーの製品リストは、「有機エレクトロニクス」のページからご参照ください。

PEDOT[ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)]などのポリチオフェンは、良好な導電性、ドープ型(導電性)での優れた環境安定性、および薄膜として使用した場合の光透過性などを兼ね備えた、最も一般に使用されているICPのひとつです2

PEDOTの構造図1: PEDOTの構造

ポリピロール(PPy)はポリチオフェンに比べ酸化電位が低く、表面への蒸着が容易に行えるため、電池、化学センサー、イオン選択電極に応用できます。PPyは生体適合性を有し、生物電気化学やバイオセンサーの研究に多く用いられています3

PPyの構造図2: PPyの構造

ポリアニリン(PANI)は溶融もしくは溶液法(melt or solution process)により容易に生成する多機能な導電性ポリマーで、環境安定性および熱安定性を有します4。PANIは3つの安定な酸化状態で存在します(下記参照)。ドープされたエメラルジン塩型のPANIは非常に高い導電性を示し、PLEDやOPVの正孔注入層(HIL)として多く用いられています。シグマアルドリッチは様々なプロセッシングのニーズに応えるべく安定なドープ型・非ドープ型のPANIを幅広く取り揃えており、PANI用の高性能ドーパントもご提供しています。

PANIの構造図3: PANIの構造

References

  1. MacDiarmid, A.G. Angew. Chem. Int. Ed., 2001 40, 2581.
  2. Groenendaal, L, et al. Synth. Met., 2003 115, 135.
  3. JVernitskaya, T, et al. Chem. Rev., 1997 66, 443.
  4. Stejskal, J , et al. Appl. Chem., 2002 74, 857.