Příprava a charakterizace nanokompozitních tenkých vrstev pro polymerní elektroniku

Abstract

Průlom v oblasti syntézy polovodivých polymerů způsobil revoluci v přípravě elektroniky založené na organických materiálech. Konjugované polymery jsou totiž ideální materiálem pro světlo emitující diody díky jejich polovodivému charakteru, jednoduché strukturní modifikaci, dobré zpracovatelnosti z roztoku a hlavně díky relativně nízké ceně. Nicméně, do dnešní doby nebyl transport náboje v těchto materiálech zcela podrobně a úplně popsán a vysvětlen. Modely popisující transport náboje v polovodivých polymerech zahrnují přeskokový mechanismus, záchyt náboje a jeho uvolnění v závislosti na uspořádání jednotlivých molekulárních skupin nebo celých segmentů (makro)molekul. Proto je korelace vztahu mikrostruktury a vodivostních vlastností obtížná. Přítomnost strukturních defektů pak může ovlivňovat radiativní přechody elektronů a tím pádem se stavá i ovlivňujícím prvkem optoelektronických vlastností materiálu. Tato práce přináší studium netriviálních vztahů mezi tloušťkou polymerních filmů a jejich elektrickými a optoelektrickými vlastnostmi. Tyto vztahy byly studovány na polymeru poly(9,9-dioctyfluorene-altbenzothiadiazole), F8BT, kde bylo jasně prokázáno, že tloušťkový parametr výrazně ovlivňuje uspořádanost tenkého filmu a tím i výsledné chování polymeru. Další výsledky, získané během studia chování nanokompozitních tenkých vrstev, jasně prokázaly, že přidání nevodivých nanočástic do polymerní matrice poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylenu] (MEH-PPV) způsobilo rozuspořádaní polymerních řetězců a s tím spojené efekty, jako je vznik nových elektronových stavů v zakázaném pásmu, pokles mobility náboje a zkrácení difúzní délky excitonu. Tyto změny pak ovlivnily maximální svítivosti a celkovou proudovou účinnost připravených diod, v nichž byl tento nanokompozit použit. Na druhou stranu přídavek nanočástic vedl k prodloužení operační životnosti diod.