Propriétés du poly(N-vinylcarbazole) dopé au chlore

¹ GPSE, Équipe couches minces et matériaux nouveaux, faculté des sciences et des techniques, 2, rue de la Houssinière, BP 92008, 44322 Nantes cedex 3, France.
² IMN, 2, rue de la Houssinière, BP 92008, 44322 Nantes cedex 3, France.

Résumé

Le poly(N-vinylcarbazole) (PVK) est beaucoup étudié pour ses propriétés photoconductrices. Cependant, comme il n’absorbe que dans I’ultra-violet, il est préférable de l’utiliser sous forme de sel complexe afin de le rendre absorbant dans le visible.

Ici les propriétés du sel complexe PVK/Cl sont étudiées par absorption infra-rouge visible et proche UV, analyse thermogravimétrique (ATG), diffraction de rayons-X (XRD), spectroscopie électronique (XPS) et résonance paramagnétique électronique (RPE). Il est montré qu’il y a bien formation d’un sel complexe PVK/Cl comme en témoignent les résultats de RPE et de XPS. Ces études montrent que la formation d’un sel complexe entraîne l’apparition de radicaux C⁺ et N⁺. Cependant si le spectre d’absorption dans le visible est profondément modifié par l’apparition de ce sel complexe, une partie du chlore réagit avec le PVK, provoquant des réactions d’addition et/ou de substitution au détriment de la longueur des chaînes du polymère. De plus la conductivité à température ambiante est multipliée par un facteur de 10².

Abstract

Poly(N-vinylcarbazole) (PVK) has been studied because of its photoconductive properties. However PVK absorbs only in the UV and PVK complex-salt are necessary to obtain absorption in the visible range.

Here the complex-salt PVK/Cl has been studied by IR, visible and near UV absorption, thermogravimetric analysis (TGA), RX diffraction (XRD), photoelectron spectroscopy (XPS) and electron spin resonance (ESR).

The formation of a complex salt PVK⁺- Cl^- is shown by ESR and XPS, with C⁺ and N⁺ radicals apparition. There is broad absorption peak in the visible light, however some chlorine atoms react with the polymer and there is some degradation of the polymer. After doping, the conductivity at room temperature increases by two order of magnitude.