顆粒在線訊：導電聚合物由于其電導率從絕緣體到金屬態(tài)的廣泛可調(diào)性，因而在有機電子器件領域具有重要應用前景。一般認為，聚合物中導電性的提高是由于小分子摻雜產(chǎn)生的準粒子（例如solitons and polarons）和電子擴展態(tài)（extended states）而引起的。基于局部電荷跳躍機制（Hopping mechanism）的熱活化傳輸是導電聚合物中電荷傳輸?shù)年P鍵過程，是通過電荷載流子沿著共軛骨架離域傳輸（即在鏈內(nèi)，以較高頻率為主導）和在宏觀上的不同導電域之間的電荷傳導（即接近直流DC電導極限）實現(xiàn)的。在此背景下，過去幾十年的大部分工作均致力于在導電聚合物中實現(xiàn)離域的band-like電荷傳輸。導電聚合物中的band-like電荷傳輸需要前沿軌道的分子間和分子內(nèi)重疊，用以形成離域電子帶。為實現(xiàn)這一目標，許多研究旨在探索改善導電聚合物的長距離有序/結晶度的方法，從而希望能夠最大限度地提高聚合物骨架內(nèi)的電荷載流子離域。

德國馬普高分子所、德累斯頓工業(yè)大學、中科院寧波材料所研究團隊合作報道了一種具有典型Band-like電荷傳輸性質(zhì)的聚苯胺薄膜材料。該聚苯胺薄膜（PA-PANI）通過表面活性劑單層輔助氣-液界面聚合（SMAIS）方法，在植酸（PA）作為摻雜劑的條件下原位制備。結構和元素分析證實PA 在薄膜中的摻雜量可連續(xù)調(diào)控，并且隨著 PA含量的增加（摻雜量：3-75 mM），結晶度逐漸降低。時間分辨太赫茲 (TRTS) 光譜結果表明，所有PA-PANI薄膜均具有典型的band-like電荷傳輸性質(zhì)，并且，較高PA摻雜（75 mM）的PA-PANI表現(xiàn)出聚苯胺薄膜迄今為止最高的電荷載流子遷移率（≈1 cm2V?1s?1）。值得指出的是，該摻雜濃度遠低于傳統(tǒng)的鹽酸摻雜濃度（一般為1M）。電導率的溫度相關性研究進一步證明了PA-PANI的band-like電荷傳輸，并表明電荷載流子遷移率主要受限于雜質(zhì)散射（impurity scattering）。

相關工作于近期以“Band-like Charge Transport in Phytic Acid-Doped Polyaniline Thin Films”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。該文報道的PA-PANI薄膜材料不僅具有高的電導率，而且具有很好的空氣穩(wěn)定性（常用的鹽酸摻雜聚苯胺的電導率在空氣中會快速下降），因而在傳感器、柔性電子、有機薄膜器件中均具有應用潛力。

圖1∣通過表面活性劑單層輔助界面合成（SMAIS）制備PA-PANI的過程示意圖

圖2∣PA3-PANI的形貌表征及元素分析

圖3∣含有不同PA摻雜量的PANI的表征

圖4∣利用TRTS方法研究不同PA摻雜量下的PANI的電荷傳輸性能

圖5∣不同PA摻雜量下的PANI的頻率分辨的光電導率

圖6∣溫度相關的 TRTS 分析