El túnel electrónico eficiente rige el transporte en las mezclas conductoras de polímeros y aislantes

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ciencia de los Polímeros
• Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Los modelos actuales de transporte electrónico para polímeros conductores (PC) y mezclas se centran principalmente en los arreglos de cadena conjugada.
• La contribución electrónica de los componentes aislantes en las mezclas de CP a menudo se pasa por alto en los estudios de transporte.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la estructura química del componente no conductor en la movilidad del portador de carga en las mezclas de CP.
• Desarrollar un modelo de transporte a múltiples escalas aplicable a las mezclas de CP en varias diluciones.

Principales métodos:

• Utilizó una mezcla de polímero conductor arquetípico para el análisis experimental.
• Desarrolló un modelo de transporte único y multiscala basado en la microestructura de la mezcla.
• Movilidad analizada del portador de carga en mezclas con un contenido de aislantes de hasta un 97,4% en peso.

Principales resultados:

• Las mezclas de CP con alto contenido de aislantes (hasta 97,4% en peso) exhibieron movilidades de portadores comparables a las CP puras.
• Se encontró que los anillos aromáticos en el componente aislante facilitan el túnel de largo alcance (hasta ~ 3 nm) entre las cadenas CP aisladas.
• El modelo multiscala desarrollado describe con precisión las propiedades de transporte en todas las diluciones probadas.

Conclusiones:

• La estructura química del componente aislante influye significativamente en la movilidad del portador de carga en las mezclas de CP.
• El túnel de largo alcance mediado por el aislante es un mecanismo clave para la alta movilidad en mezclas diluidas.
• Repensar el papel del componente aislante como activo electrónicamente podría mejorar el rendimiento de CP.