含Sb聚硅烷合成及性能研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yl1992zhangshu0804
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聚硅烷(-SiR2-SiR2-)是一类主链完全由硅原子组成的具有σ离域体系的聚合物,其价带能隙为3~4 eV。聚硅烷本身电导率仪10-12~10-15S/cm,属于绝缘体,但经掺杂后,其电导率可在10-8~10-1S/cm范围内任意调节,最高可达0.2S/cm。聚硅烷有许多优异的光电性能,因而被用作半导体、光导体、非线性光学材料等功能材料。 本论文选择聚甲基硅烷(PMS)作为母体,通过反应制备锑取代聚硅烷(APS),采用FT-IR、元素分析、UV、1H-NMR、29SiCP/MAS-NMR、GPC、TGA等方法对其组成、结构、分子量和稳定性进行分析表征;将其氧化掺杂,研究其半导体性能。 采用Wurtz法合成PMS,其化学组成为[(MeHSi)0.73(MeSi)0.27]n。以四氯化碳为氯化剂,在温和的反应条件下对PMS氯化,获得聚氯甲基硅烷(PCMS)。氯化反应对Si-H键具有较高的选择性,Si-H的取代率能够达到90%以上。 以两种方法合成了APS:(1)通过PMS直接与SbCl3反应合成:以THF为溶剂,加入吡啶作催化剂,可以有效抑制副反应的发生,所得APS的组成为[(MeHSi)0.33(MeSi)0.57(MeSiSb)0.10]n;(2)通过PCMS与SbCl3反应合成。以上两种方法合成的APS具有以Sb原子为中心的Si-Sb相连的支化交联结构,电导率在10-8~10-7S/cm之间,属半导体。将其与I2进行氧化掺杂,电导率可以提高到10-5S/cm。APS的电导率与成膜条件、掺杂时间等因素有关,真空条件下成膜,获得聚硅烷电导率较高;APS的掺杂以7~8h为宜;经过掺杂后其电导率能够保持72h稳定不变;对其掺杂导电机理进行了初步探讨。
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