高分子半導體

一般認為有機化合物和高分子化合物都是不導電的絕緣體。如果改變高分子化合物的化學結構，可以改變它的導電性，製成高分子導體、半導體和超導體。能形成長共軛體系的高分子化合物，有可能成為半導體。例如，聚乙炔[CH=CH]n中—CH=CH—是一個共軛體系，聚乙炔中的許多單體單元如果形成長共軛體系，聚乙炔就成為高分子半導體。能形成高分子半導體的還有聚丙烯腈、聚蒽、聚酞菁和三氮雜茂等。

隨着半導體和金屬聚合物作為一個跨學科領域的出現，產生了大量相當重要的新概。該領域起源於20世紀70年代對n型和p型摻雜共軛聚合物的研究。導電聚合物的可逆摻雜性使它們的電導值可以從相當於絕緣體到金屬的範圍內變化。由於導電聚合物具有獨特的電化學特性，它已成為科學技術研究中非常活躍的一個領域。

20世紀80年代，大量的有機合成化學家都投入合成具有優良性能的新共軛聚合物的研究當中。隨後穩定可控的金屬聚合物也得到了發展，這同樣具有很重要的意義。經過這些努力，當前的導電聚合物材料往往具備金屬和半導體優良的電光性能與聚合物優良的加工性和力學性能的結合。

隨着高分子半導體純度的提高，這些材料已可用於塑性電子器件。在這方面，劍橋大學半導電共軛聚合物電致發光的發現具有十分重要的意義。更普遍的塑性電子器件包括二極管、光二極管、光電池、傳感器、發光二極管、激光器、場效晶體管以及全聚合物集成電路。因此，由高分子半導體制造的電子器件和光電器件的出現已成為20世紀90年代的一個熱點。

不論科學如何進步，新器件如何湧現，一些專家對高分子半導體能否達到商用器件所要求的純度和壽命仍持懷疑態度。在半導體物理發展的50年間，共軛聚合物被認為是很不純且很難表徵的材料。因此，最新研製出壽命達10000～20000小時的高 亮度聚合物發射顯示器被認為是相當重要的一步。已很清楚，高分子半導體可以滿足商用要求製造消費型產品。

隨着半導體和金屬聚合物的化學、物理以及工程（器件物理）的迅速發展，我們親眼目睹了塑性電子學這一革命性學科的開始。

20世紀90年代具特殊意義的研究發現有：穩定、可溶、可控的適於工業應用的金屬聚合物；聚合物發光二極管，聚合物發光電化學電池的高效發光科學與技術；高分子半導體中的光導電子轉移以及可控受體（其推動了高敏塑性光二極管以及塑性太陽能電池的發展）；高分子半導體作為材料用於固態激光器。