Elektrische Leitfähigkeit der Polymere

Elektrische Leitfähigkeit der Polymere
Polymere – van der Waals Bindung – Bindung der Dipolmomente
Änderung der Gap-Breite durch
die Änderung der atomaren
Abstände
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Elektrische Leitfähigkeit der Polymere
Änderung der GapBreite durch die
Dotierung führt zur
Änderung der
elektrischen
Leitfähigkeit
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Elektrische Leitfähigkeit in Ionenkristallen
Sehr starke Bindungskräfte  große Gap-Breite (Isolatoren)
Diffusion der positiven oder negativen Ionen im Kristallgitter
(Bewegung der Ionen, nicht der Elektronen)
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Elektrische Leitfähigkeit in Ionenkristallen
 Ion  N Ion e Ion
 Ion 
De
k BT
… Beweglichkeit der Ionen (Einstein)
 Q 

D  D0 exp  
k
T
 B 
D0  D0 c 
 Ion
… elektrische Leitfähigkeit
… Diffusionskoeffizient
 Q 
N Ion D0e 2


exp  
k BT
 k BT 

Q 

k
T
 B 
Q
 ln  0 
k BT
 Ion   0 exp  
ln  Ion
… Arrheniussche Abhängigkeit
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Elektrische Leitfähigkeit in Ionenkristallen
ln 
ln  Ion  ln  0 
Q
k BT
Änderung der
Aktivierungsenergie –
zusätzliche Fehlstellen
in der Kristallstruktur
1/T
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Elektrische Leitfähigkeit in amorphen
Werkstoffen
Abstände zwischen Atomen in
kristallinen und amorphen
Materialien sind ähnlich
Die Strukturdefekte wirken als
Fehlstellen bei der Dotierung
 neue Energieebenen
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Anwendung der amorphen Heibleiter
Solarzellen
Kristallin
Effizienz: 14%
Amorph
Effizienz: 8%
Zweimal billiger als
kristalline Halbleiter
Elektrophotografie
Laserdrucker
Kopierer
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Prinzip der Elektrophotografie
1. Aufladen des amorphen
Halbleiters (Isolators)
2. Exposition – Erzeugen
von Elektron-Löcher
Paaren durch LaserBestrahlung – elektrische
Entladung der bestrahlten
Flächen
3. Aufbringen vom Toner auf
die aufgeladenen Flächen
4. Übertragen des Toners
auf Papier (im
elektrischen Feld)
5. Stabilisierung des Toners
auf dem Papier
6. Reinigung der Trommel
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