Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 44, Numéro C3, Juin 1983
Conférence Internationale sur la Physique et la Chimie des Polymères Conducteurs
CONDUCTEURS ET SUPRACONDUCTEURS SYNTHÉTIQUES A BASSE DIMENSION
Page(s) C3-677 - C3-681
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:19833132
Conférence Internationale sur la Physique et la Chimie des Polymères Conducteurs
CONDUCTEURS ET SUPRACONDUCTEURS SYNTHÉTIQUES A BASSE DIMENSION

J. Phys. Colloques 44 (1983) C3-677-C3-681

DOI: 10.1051/jphyscol:19833132

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HIGHLY CONDUCTING, ENVIRONMENTALLY STABLE, IODINE COMPLEXES OF A SOLUBLE POLY N-METHYL 3,3' CARBAZOLYL

S.T. Wellinghoff1, T. Kedrowski1, S. Jenekhe2 and H. Ishida3

1  University of Minnesota, U.S.A.
2  Corporate Technology Center, Honeywell Inc., Minneapolis, Mn, U.S.A.
3  Case Western Reserve University, Cleveland, OH, U.S.A.


Résumé
Le poly N-methyl 3,3' carbazolyl (PC) peut être préparé de la façon suivante : tout d'abord un agent di-Grignard est préparé à partir de 3,3' di-bromo N-méthyl carbazole et de magnésium activé. Cet agent est ajouté à une suspension de tétrahydrofurane contenant une quantité catalytique d'un complexe de nickel. Le PC jaunâtre obtenu par cette réaction, est soluble dans plusieurs solvants "accepteurs" tels que le nitrobenzène. Des films transparents sont obtenus, et le dopage avec I2 et Br2 peut être effectué facilement, rendant les films noirs et résistants. Les semiconducteurs (PC) à dopage complet contenant un tome I par carbazole monomère avaient des conductivités jusqu'à 1 ohm-1cm-1 avec une énergie d'activation de conduction en courant direct de 0,172 eV. Comme le spectre d'absorption des films dopés avec I2 ne présente pas de raies entre 0,3µ et 25µ, ces propriétés électriques suggèrent que le transport des charges dans ces matériaux amorphes se fait par "hopping". Les radicaux-cations du carbazole sont suffisamment stables dans les complexes pour maintenir inchangée cette conductivité électrique, exposés à l'air à 25°C, durant au moins un mois.


Abstract
Poly N-methyl 3',3 carbazoly (PC) can be prepared by forming the di-Grignard reagent of 3',3 dibromo N-methyl carbazole with highly activated magnesium and subsequently adding this reagent to a tetrahydrofuran suspension containing a catalytic amount of nickle complex. The tan yellow PC isolated from this reaction mixture was soluble in a number of "acceptor" type solvents such as nitrobenzene. Thin, clear yellow films could be cast and were easily doped with I2, Br2 to form tough black films. Completely doped PC semiconductors containing one I atom per carbazole monomer unit, exhibited conductivities as high as 1 ohm-1cm-1 with an activation energy for D.C. conduction of 0.172 eV. Together with the featureless absorbance spectrum shown by the I2 doped films from 0.3µ to 25µ these electrical properties suggest hopping as the charge transport mechanism in these amorphous materials. The carbazole radical cations were sufficiently stable in the complexes to maintain this electrical conductivity unchanged in room air at 25°C for at least 1 month.