대표적인 전도성 고분자의 작동 원리 및 역사 그리고 대표 물질

소개

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목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 본론
Ⅲ. 결론
Ⅳ. 참고문헌

본문내용

분자와 전도성이란 단어는 양립할 수 있는 것처럼 보이지 않는다. 머릿속에 떠오르는 대표적인 부도체들은 고분자로 만든 것들이기 때문이다. 하지만, 전도성 고분자는 존재하며 이미 우리 주변의 많은 분야에서 사용되고 있다. 이에, 본 보고서는 전도성 고분자의 전도 원리와 응용 분야를 조사하였다. 전도성이 무엇이고, 어떠한 원리로 전도가 일어나는 것인지 알기 위해 기본적인 양자역학과 고체물리학의 관점에서 바라보았다. 나아가, 전도성 고분자에서의 전도가 왜 자발적인 과정인지 이해하기 위해 엔트로피 증가의 법칙을 바탕으로 한 열역학적 관점으로 설명하였다. 전도성과 전도성 고분자의 원리에 대해 알아본 다음으로는, 대표적인 전도성 고분자들과 그 응용 분야들에 대하여 살펴보았다.

양자역학적 관점에서 전자는 원자 핵 주위에 파동과 동시에 입자로 존재한다. 이러한 전자나 전자쌍의 파동을 수학적 함수로 나타낸 것을 오비탈이라 한다. 오비탈 이론에 따르면 원자의 오비탈은 이산적 분포의 에너지를 갖고 있 다 또한 전자는 서로 같은 양자적 상태를 가질 수 없는 파울리 베타 원리에 따라 원자가 서로 결합할 때 각 원자들의 오비탈 개수는 보존된다. 즉, 같은 종류의 원자가 서로 결합할 때 기존의 원자가 같고 있던 동일한 에너지 준위의 오비탈은 합쳐지며 서로 다른 에너지 준위를 가진 두 개의 오비탈로 나뉘어진다. 만약 같은 종류의 원자 N 개가 크리스탈 구조를 이루며 합쳐진다면 마찬가지로 하나의 오비탈은 N 개의 서로 다른 에너지를 가진 오비탈로 존재할 것이고 이는 곧 이산적인 오비탈 에너지 분포가 연속적인 것처럼 보일 것이다. [ Figure 1]

자연은 낮은 에너지의 상태를 선호한다. 그러므로 물질의 전자는 낮은 에너지의 상태부터 점유가 된다. 고체물리학에서는 어떠한 원자의 절대온도가 0K일 때 그 원자의 전자가 점유하고 있는 상태 중 가장 높은 에너지의 상태를 Valence band 라 정의하고 전자가 비어 있는 전기적 상태의 에너지 준위 중 가장 낮은 부분을 Conduction band 라 정의한다.

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