Escalado Universal de la Conductividad DC con Polarización Interfacial Dielectrica en Polímeros Conjugados

Entender la compleja relación entre la conductividad y la microestructura de la película de polímero es fundamental para diseñar y desarrollar dispositivos electrónicos de alto rendimiento basados en polímeros conjugados. Los polímeros conjugados son típicamente semicristalinos, y sus películas comprenden tanto regiones altamente cristalinas como amorfas, con una disparidad significativa entre la conductividad de estas regiones. Sin embargo, las mediciones de conductividad tradicionales bajo condiciones de estado estacionario pasan por alto la presencia de la fase amorfa, ofreciendo una perspectiva incompleta sobre el transporte de carga. Aquí, al emplear medidas dieléctricas isotérmicas, revelamos que la fase amorfa juega un papel crucial y domina la conductividad eléctrica a temperaturas más pertinentes para aplicaciones prácticas, mientras que la fracción cristalina prevalece a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente. La desajuste de conductividad entre las fases amorfa y cristalina da lugar al efecto de polarización interfacial de Maxwell-Wagner-Sillars (MWS-IP). Aquí demostramos que la existencia de MWS-IP da lugar a un escalado universal entre la conductividad eléctrica, el tiempo de relajación y la intensidad de relajación dieléctrica, para varios polímeros conjugados y sus mezclas. Aclarar la contribución de la fase amorfa en la conductividad de los polímeros conjugados puede llevar al desarrollo de nuevos polímeros para aplicaciones en dispositivos electrónicos con un rendimiento mejorado a temperaturas relevantes operativamente.