Що таке біполярон в хімії?

Біполярон є носій заряду, який має подвійні заряди шляхом з’єднання двох P+ або двох P− на головному ланцюзі спряженого полімеру. З: Encyclopedia of Interfacial Chemistry, 2018.

У фізиці біполярон – це тип квазічастинок, що складається з двох поляронів. В органічній хімії це молекула або частина макромолекулярного ланцюга, що містить два позитивних заряди в спряженій системі.

Щоб стабілізувати дефекти сполучення в невиродженому полімері основного стану, зв'язані подвійні дефекти створюються. Такі подвійні дефекти називаються «поляронами». Два щілинні стани полярона можуть бути зайняті нулем, одним або двома електронами кожен.

Концепція полярона була запропонована Левом Ландау в 1933 році та Соломоном Пекаром в 1946 році для опису електрон, що рухається в діелектричному кристалі, де атоми зміщуються зі своїх рівноважних положень, щоб ефективно екранувати заряд електрона, відомий як фононна хмара.

Відомо, що солітони є носіями заряду в вироджених системах, таких як поліацетилен. Навпаки, полярони та біполарони служать носіями заряду як у вироджених, так і в невироджених системах, таких як PPy та PT [31,32]. Рух цих носіїв заряду вздовж полімерних ланцюгів створює провідність.

Суттєвою відмінністю між поляронами та біполяронами є їхні спінові сигнатури: полярони мають заряд ±1 і спін 1 2 , такий самий спін і заряд, як і вільний електрон. Біполярони не мають спіну і мають подвійний заряд, головним чином через спаровування електронів.