Abstract
本研究利用不同的熱分析和光譜分析法以及導電度之測試來監定中性與FeCl3 摻雜的P3ATs,包括P3BT、P3OT和P3DDT,並監定兩種不同側鏈的中性P3AT之摻合體和兩種不同側鏈3-烷基 吩單體共聚合的P3AT共聚合體。除探討其結構與特性外, 並研究中性P-3ATs的熱變色(TCM) 機構, 中性P3AT摻合體之相溶性以及FeCl3 摻雜的P3ATs 之熱去摻雜結構。可得下列幾點結論:1.每一種P3ATs 均含有一個規則相和一個不規則相。在規則相中, 其烷基側鏈近乎全伸張地堆積形成一雙層結構和單層結構, 但前者佔大部份。在不規則相中, 由DMA 可發現三種轉移, 即分別由亞甲基鏈結、側鏈本身和主鏈上的扭曲 (非共平面鏈節或c-onformo-ns) 的緩和所造成的γ、β和α轉移。其中γ和β緩和對主鏈的共平面性之影響很小, 但α緩和卻增加軟性conformons (二共平面次鏈之間的扭曲分佈於數個重覆單位) 的歪曲而顯著影響光學能帶間隙, 並導π電子的定域化而阻礙主鏈內 (或包括主鏈間) 的電荷傳遞。當溫度比α緩和溫度高約30至60℃時, 出現一導電度最高值。2.在P3AT摻合體中各成份仍維持與純P3AT相同的單層和雙層堆積排列, 雖然各成份在摻合體中皆維持本身的特性轉移, 但其Tg皆下降, 表示P3AT摻合體中二成份之間的相溶性低, 而互相干擾。由這些現象可支持非共平面次鏈的缺陷在不規則相中為軟性c-onformons 的論點。對於P3AT共聚合體, 也具有單層和雙層堆積結構, 而因其所測得的d-間距值與從加成算法計算得到的d-值相當符合, 更加證明了純P3AT中的單層和雙層堆積結構確實是存在的。3.當中性的P3AT被FeCl3 摻雜後, 原中性的P3AT之單層和雙層之堆積結構被介入的摻雜體陰離子FeCl4-所破壞。摻雜的P3AT薄膜在週期變溫的光學吸收光譜實驗中, 可看出FeCl4-在熱去摻雜過程中, 經聚集後即不再回復, 所以熱去摻雜為不可逆性。摻雜後的Tg往高溫偏移, 而交聯反應在Tg即已開始。摻雜體的聚集在60-150℃發生, 而摻雜體陰離子的分解在150-200℃ 發生。