Semiconductor tipo N
Se espera que el desarrollo de nuevos polímeros conductores (CPs) facilite el avance de los materiales funcionales utilizados para la energía, el medio ambiente y la nanotecnología. Los esfuerzos de investigación recientes se centran en el dopaje de los CP con dopantes funcionales para mejorar su rendimiento o añadir funciones adicionales que no son inherentes a los CP. Esta revisión revisa la literatura sobre los CPs dopados centrándose en las funciones de los dopantes funcionales, a diferencia de otras revisiones que se centran en el desarrollo de nuevas columnas vertebrales de polímeros conductores. Los dopantes funcionales presentados en esta revisión incluyen moléculas redox activas, nanomateriales de carbono, biopolímeros y moléculas quelantes. Dependiendo de los dopantes y de sus propiedades fisicoquímicas, los CPs dopados pueden utilizarse para una gran variedad de aplicaciones, como baterías de polímeros, membranas para el tratamiento de aguas residuales y sensores químicos. Se presenta un reto importante de los CPs y también se sugieren las formas de superarlo para el futuro desarrollo de CPs estables y de alto rendimiento.
Unión P-n
El dopaje químico se utiliza ampliamente para manipular las propiedades eléctricas y termoeléctricas de los semiconductores orgánicos, pero el diseño inteligente de los sistemas de polímeros dopantes sigue siendo difícil. Resulta difícil predecir las propiedades eléctricas y termoeléctricas de los semiconductores orgánicos dopados debido al gran número de variables que afectan a estas propiedades, como la morfología de la película, la energía del dopante y del polímero, el tamaño del dopante y el grado de deslocalización de los polares. En este trabajo, se combinan una serie de dopantes con diferentes tamaños y afinidades electrónicas (EA) con polímeros de diferentes energías de ionización (IE) para investigar cómo la diferencia entre la IE del polímero y la EA del dopante influye en la eficiencia del dopaje y la conductividad eléctrica, y cómo el tamaño del dopante influye en las propiedades termoeléctricas. Nuestros experimentos demuestran que, a bajos niveles de dopaje, la eficacia del dopaje depende en gran medida de la diferencia entre el IE del polímero y el EA del dopante; la eficacia del dopaje en el aumento de la conductividad eléctrica disminuye drásticamente a altas cargas para los complejos de ditioleno de molibdeno, mientras que el FeCl3 sigue siendo eficaz a altas cargas; y los grandes complejos de molibdeno dan lugar a más polarones deslocalizados en comparación con el FeCl3. Para aprovechar las características complementarias de dopaje de los complejos de molibdeno y del FeCl3, se emplean ambos dopantes simultáneamente para alcanzar factores de potencia elevados a concentraciones de dopantes relativamente bajas.” menos
Dopants deutsch
En la producción de semiconductores, el dopaje es la introducción intencionada de impurezas en un semiconductor intrínseco con el fin de modular sus propiedades eléctricas, ópticas y estructurales. El material dopado se denomina semiconductor extrínseco.
Un pequeño número de átomos dopantes puede modificar la capacidad de un semiconductor para conducir la electricidad. Cuando se añade un átomo de dopante por cada 100 millones de átomos, se dice que el dopaje es bajo o ligero. Cuando se añaden muchos más átomos de dopante, del orden de uno por cada diez mil átomos, el dopaje se denomina alto o pesado. A menudo se muestra como n+ para el dopaje de tipo n o p+ para el dopaje de tipo p. (Véase el artículo sobre semiconductores para una descripción más detallada del mecanismo de dopaje). Un semiconductor dopado a niveles tan altos que actúa más como un conductor que como un semiconductor se denomina semiconductor degenerado. Un semiconductor puede considerarse de tipo i si ha sido dopado en cantidades iguales de p y n.
Ejemplos de dopantes agregados a los polimeros 2022
Un semiconductor de tipo p es un semiconductor intrínseco dopado con boro (B) o indio (In). El silicio del grupo IV tiene cuatro electrones de valencia y el boro del grupo III tiene tres electrones de valencia. Si se dopa una pequeña cantidad de boro en un solo cristal de silicio, los electrones de valencia serán insuficientes en una posición para unir el silicio y el boro, dando lugar a agujeros* que carecen de electrones. Cuando se aplica un voltaje en este estado, los electrones vecinos se desplazan hacia el hueco, de modo que el lugar donde había un electrón se convierte en un nuevo hueco, y los huecos parecen desplazarse hacia el electrodo “-” en secuencia.