Molecular engineering of organic polymers with a very small intrinsic bandgap : a theoretical approach

Laboratoire de Chimie Théorique Appliquée, Centre de Recherches sur les Matériaux Avancés, Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix, B-5000 Namur, Belgium.

Abstract

We present results of theoretical calculations aiming at designing new organic polymers which would be intrinsically good electrical conductors. For aromatic polymers such as polythiophene, we establish a linear relationship between the bandgap value and the importance of quinoid contributions to the geometry. In the framework of this relationship, we describe the electronic properties of polyisothianaphthene as well as polythieno[3,4-c]thiophene and polyisonaphtothiophene. We discuss the conditions which could lead to a very small bandgap in the latter two compounds.

Résumé

Nous présentons les résultats de calculs théoriques dont le but est de mettre en évidence de nouveaux polymères organiques qui soient, intrinsèquement, de bons conducteurs d’électricité. Pour les polymères aromatiques comme le polythiophène, nous établissons l’existence d’une relation linéaire entre la valeur de la bande interdite et l’importance des contributions quinoïdiques à la géométrie. Sur la base de cette relation, nous décrivons les propriétés électroniques du polyisothianaphtène ainsi que du polythiéno[3,4-c]thiophène et du polyisonaphtothiophène. Nous précisons les conditions dans lesquelles ces deux derniers composés peuvent présenter une très faible valeur de bande interdite.