Dimerisierung und elektrische Leitfähigkeit in konjugierten Polymeren zwischen Polyacetylen und Graphit

Abstract

Die elektrischen Eigenschaften organischer und insbesondere polymerer Festkorper werden i n der DDR seit langem untersucht. Pionierarbeit auf diesem Forschungsgebiet wurde von der Friedrich-Schiller-Universitat J e n a (G. DREFAHL, H.-H. HORHOLD), i m ehemaligen Institut fur Reinststoffe der A d W der DDR u n d jetzigem Zentralinstitut fur Festkorperphysik und Werkstofforschung (E. REXER, C. HAMANN) und von der Padagogischen Hochschule Potsdam (H. HANSEL) geleistet. Ein markanter P u n k t in der Entwicklung dieses Forschungsgebietes in der DDR war die Herausgabe der deutschen u b e rsetzung der Monographie von A. W. TOPTSCHIJEW ,,Organische Halbleiter" i m J a h r e 1966 (Berlin : Akademie-Verlag). Etwa zur gleichen Zeit konstitutierte sich unter Leitung von H. HANSEL die Forschungsgemeinschaft ,,Organkche Festkorper", die seitdem durch ihre jahrlichen Konferenzen diese Arbeitsrichtung sehr gefordert hat. Ein kurz gefal3ter uberblick des Standes der Arbeiten wurde 1980 mit der Monographie ,,Organkche Leiter, Halbleiter und Fotoleiter" von C. HAMANN, J. HEIM und H. BURGHARDT gegeben. Standen zunachst die organischen Festkorper i m Mittelpunkt des Interesses, so h a t sich der Schwerpunkt i m letzten Jahrzehnt deutlich zugunsten der polymeren Festkorper verlagert und der Kreis, der diese Forschungsrichtung unter den verschiedensten Gesichtspunkten bearbeitet, wesentlich vergrooert. Inzwischen haben sich leistungsstarke Gruppen m i t einem eigenen Forschungsprofil herausgebildet. Die zunehmende Bedeutung der elektrischen Eigenschaften polymerer Festkorper fuhrte i m J a h r e 1976 auf Initiative von C. RUSCHER und L. BREHMER (Institut fur Polymerenchemie der A d W der DDR) zur Grundung des Arbeitskreises Polymerelektronik, der seit dem durch verschiedene Aktivitaten (jahrliche Arbeitstagungen, Internationaler Ringversuch : PE-Charakterisierung u. a.) dieses Arbeitsgebiet zu intensivieren bestrebt war. Auch das vorliegende, ausschlieBlich den elektrischen Eigenschaften polymerer Festkorper gewidmete Heft, wurde von diesem Arbeitskreis angeregt. In d e m Heft stellen 15 Forschungsgruppen in zusammenfassender Weise wesentliche Aspekte ihrer Arbeiten vor. Das Heft sol1 sowohl d e n Leistungsstand, die vorhandenen Techniken u n d Methoden als auch ausgewahlte Ergebnisse dieser Gruppen aufzeigen u n d damit weitere Anregungen z u m Erfahrungsaustausch, zur Applikation und zur Zusammenarbeit i m nationalen und internationalen Rahmen geben. Das Auftreten von Dimerisierung in konjugierten Polymeren, die aus mehreren parallel gekoppelten Kohlenstoffketten bestehen, wird theoretisch untersucht. Der kritische Wert des Elektron-Gitter-Kopplungsparameters, oberhalb dessen Dimerisierung auftritt, wird fur die Faille von zwei (Polyacen) bis vier gekoppelten Ketten sowie fur Graphit berechnet. Mit zunehmender Kettenzahl wachst die Stabilitat des undimerisierten Zustandes und damit die Tendenz zu metallischer Leitfahigkeit. Aumepuaayw u sne~mponpoeoanocma e conpxncennbix nonuaepax p d a ntexay nonuayemumno.u u zpag5umo.u TeopeTwiecm...