Электроматериалы

В физике , электротехнике и материаловедении заряженные электроматериалы представляют собой совокупность материалов, которые хранят, контролируемо преобразуют, обменивают и проводят электрически частицы . Термин «электроматериал» может относиться к любому электронно или ионно-активному материалу. Хотя это определение довольно широкое, этот термин обычно используется в контексте свойств и/или применений, в которых атомный электронный переход уместен . Слово электроматериалы представляет собой сложную форму древнегреческого термина ἤλεκτρον ēlektron, « янтарь », и латинского термина materia, « материя ».

Характеристики

Электроматериалы позволяют транспортировать заряженные частицы ( электроны и/или ионы ), а также облегчают обмен заряда с другими материалами. Для атомных и молекулярных систем это наблюдается как атомный электронный переход между дискретными орбиталями , тогда как для объемных полупроводниковых материалов электронные зоны определяют, какие переходы могут произойти. Металлы, в которых зона проводимости постоянно заселена, также могут считаться электроматериалами, хотя это обычно выходит за рамки этой категории по сравнению с другими механизмами проводимости, такими как вырожденный полупроводник (прозрачные проводящие оксиды) или прыжковые поляроны ( органический проводник ). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Материалы, которые могут быть ионизированы (т.е. добавлены или удалены электроны), также могут считаться электронно активными.

Электроматериалы обладают рядом свойств, в том числе:

Оптоэлектронные свойства
Фотоэлектрические свойства ^{[ 3 ]}
Экзотические явления, такие как сверхпроводящие свойства.
Частичный перенос заряда, адсорбция частиц, приводящая к изменению электронных свойств материала.
Ионопроводящие материалы

Приложения

При применении электроматериалов ионы или электроны используются для выполнения определенной функции. Например, окисление или восстановление (потеря или присоединение электронов соответственно) другого вида. Такие материалы, как металлы, металлические частицы, проводящие полимеры, проводящий углерод, например, УНТ, графен, углеродные волокна, электроды, электролиты, электрокатализаторы, светособирающие материалы (например, красители для DSSC), находят применения, в которых электроматериалы имеют решающее значение для их функциональности:

Батареи
Суперконденсаторы
Топливные элементы
Фотовольтаика
Искусственные мышцы
Химические датчики
светодиоды
Устройства преобразования/накопления энергии
Системы, взаимодействующие с живыми тканями и мягкая робототехника (протезирование)

Характеристика

Электроматериалы можно исследовать с помощью таких методов, как (но не ограничиваясь ими) абсорбционная спектроскопия , фотолюминесцентная спектроскопия, электрохимия, FTIR , рамановская спектроскопия или комбинации вышеперечисленного, такие как рамановская спектроэлектрохимия .

См. также

Ссылки

^ Сурвилл, Р.Д. и др. Электрохимические цепи с использованием протолитических органических полупроводников. Электрохимика Acta 13, 1451–1458 (1968). [1] .
^ Справочник по проводящим полимерам, набор из 2 томов. (2007). [2] .
^ Саричифтчи, Н.С., Смиловиц, Л., Хигер, А.Дж. и Вудл, Ф. Фотоиндуцированный перенос электронов от проводящего полимера к бакминстерфуллерену. Science 258, 1474–1476 (1992). [3] .

[1] Сурвилл, Р.Д. и др. Электрохимические цепи с использованием протолитических органических полупроводников. Электрохимика Acta 13, 1451–1458 (1968). [1] .

[2] Справочник по проводящим полимерам, набор из 2 томов. (2007). [2] .

[3] Саричифтчи, Н.С., Смиловиц, Л., Хигер, А.Дж. и Вудл, Ф. Фотоиндуцированный перенос электронов от проводящего полимера к бакминстерфуллерену. Science 258, 1474–1476 (1992). [3] .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]