第1章 π共轭聚合物链的电子结构 1
1.1 sp2杂化的碳 1
1.2 传统聚合物（sp3杂化碳组成）和导电聚合物（sp2杂化碳组成） 2
1.3 反式聚乙炔（CH）x的电子结构：最简单的导电聚合物 4
1.4 紧束缚近似下等键长反式（CH）x链的能带结构 4
1.5 紧束缚近似下二聚化反式（CH）x链的能带结构 7
1.6 反式（CH）x链能带结构的实验验证 9
1.7 共轭聚合物的能带结构：总体评述 11
1.8 结构的无序性与电子间库仑排斥的重要性 13
1.9 金属或反铁磁绝缘体：莫特转变 13
扩展阅读 15
第2章 导电聚合物的掺杂 17
2.1 引言 17
2.2 电荷转移的化学掺杂 19
2.3 电化学掺杂 21
2.4 电化学电荷注入：Eg的测量 23
2.5 聚合物电池 24
2.6 聚苯胺：酸-碱化学掺杂 25
2.7 光诱导“掺杂” 27
2.8 金属性-半导性聚合物（MS）界面的电荷注入 27
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第3章 新特性催生新机遇 29
3.1 引言 29
3.2 可溶液加工的半导性聚合物和金属性聚合物 29
3.2.1 侧链功能化 30
3.2.2 前驱体路线 32
3.2.3 反离子诱导的聚苯胺加工 33
3.2.4 金属性聚合物在水中的分散 34
3.3 导电聚合物和绝缘聚合物的共混：低掺杂浓度下的渗流 35
3.4 透明金属性导体 38
扩展阅读 40
第4章 导电聚合物中无序引起的金属-绝缘体（M-I）相变 41
4.1 强无序效应简介 41
4.2 安德森局域化 43
4.3 可变程跳跃 45
4.4 “金属”聚合物材料的金属-绝缘体（M-I）相变的临界区 48
4.5 临界区内的导电性 49
4.6 磁场诱导的金属-绝缘体相变 51
4.7 Zabrodskii图：磁场和压力诱导的金属-绝缘体相变的特征 52
4.8 红外测量观察到的金属-绝缘体相变 54
扩展阅读 61
第5章 导电聚合物的金属态 63
5.1 简介 63
5.1.1 最高占据的能带部分填充，具有清晰可辨的费米能 63
5.1.2 与金属物理一致的光学性质 64
5.1.3 标志性的“自由”电子输运性质 64
5.2 掺杂金属聚合物的磁化率 64
5.3 比热 66
5.4 热功率 66
5.5 金属反射 68
5.6 输运测量 68
5.7 朝着金属态中更高的电导率而努力 72
5.8 金属性聚合物内禀导电性的估算 74
扩展阅读 76
第6章 共轭聚合物中的非线性激发：孤子、极化子和双极化子 77
6.1 聚乙炔：具有简并基态的半导体 77
6.2 反式聚乙炔中的孤子 79
6.3 具有非简并基态的聚合物 81
6.4 具有非简并基态的共轭聚合物中的极化子和双极化子 83
扩展阅读 85
第7章 孤子、极化子与双极化子：实验 87
7.1 聚乙炔中掺杂诱导的光吸收 87
7.2 掺杂聚乙炔中自旋磁化率的ESR测量 88
7.3 红外活性振动模 90
7.4 反式聚乙炔的光诱导吸收 93
7.5 反式聚乙炔中光诱导的电子自旋共振：光生无自旋孤子 95
7.6 反式聚乙炔中时间分辨的光诱导吸收：短于250fs的孤子 96
7.7 具非简并基态聚合物的掺杂诱导吸收 97
7.8 非简并基态共轭聚合物中自旋磁化率的ESR测量 98
7.9 非简并基态半导性聚合物中的红外活性振动模 100
7.10 聚噻吩中的光诱导吸收：非简并基态 100
7.11 时间分辨的光诱导吸收：非简并基态 101
扩展阅读 101
第8章 共轭聚合物的半导体特性 103
8.1 溶液成膜薄膜二极管 103
8.2 费米能级可在带隙内调控与移动的半导体 106
8.3 半导性聚合物的光学性质 108
8.4 呈有序取向和排列的半导性聚合物链的光学性质 110
8.5 半导性聚合物中的结构性无序 116
8.6 带间跃迁起始点的光电导测量 118
8.7 激发荷电极化子所需的光子能量 119
8.8 激子束缚能的测量 120
8.9 载流子的单分子和双分子复合 122
8.10 无序半导性聚合物中的载流子输运 123
8.11 小结 125
扩展阅读 125
第9章 聚合物发光二极管（PLED）和PLED点阵显示屏 127
9.1 半导性聚合物发光二极管 127
9.2 OLED/PLED器件参数的精确测量 130
9.3 半导性聚合物MSM结的Fowler-Nordheim隧穿 133
9.3.1 单载流子器件 137
9.3.2 PLED工作电压和效率 139
9.3.3 MIM模型的局限 140
9.3.4 提高载流子注入的方法：空穴阻挡层、电子受体和空穴受体 141
9.4 薄膜厚度与EL效率之间的关系 142
9.5 电致发光效率的极限 143
9.5.1 磷光发光二极管 143
9.5.2 荧光发光二极管（单线态-三线态比率） 144
9.6 点阵显示屏 145
9.7 白光发射 147
9.8 溶液加工发光二极管的寿命 150
9.9 结论 151
扩展阅读 151
第10章 发光电化学池 153
10.1 引言 153
10.2 LEC器件结构 153
10.3 LEC工作机理 154
10.4 表面型LEC 158
10.5 LEC中形成电化学结的直接确认 159
10.6 相分离的控制：共轭聚合物加固体电解质 160
10.7 LEC对LED：优点和缺点 161
10.8 “三明治”构型中结的形成 163
10.9 冷冻结LEC 164
10.10 使用离子发光聚合物和离子液体添加剂制备的LEC 167
10.11 长工作寿命的LEC：离子液体添加剂 168
10.12 LEC：总结 169
扩展阅读 170
第11章 半导性聚合物激光材料 171
11.1 半导性聚合物的光增益 171
11.2 光诱导的吸收-光损耗的机理 175
11.3 共轭半导性聚合物薄膜的放大受激发射 177
11.4 半导性聚合物中平面波导的增益、损耗以及ASE光谱的直接测量 180
11.4.1 光谱的窄化 180
11.4.2 输出功率和线宽的阈值 181
11.4.3 作为增益特征的光发射以及增益对光发射的影响 181
11.5 通过能量转移降低激射阈值（增加斯托克斯频移） 184
11.6 激光谐振结构与真实的激光发射 185
11.6.1 微腔聚合物激光 186
11.6.2 DFB聚合物激光器 187
11.7 电泵浦聚合物激光进展 189
11.8 酷似激光的现象和误判实例 192
11.9 总结 193
扩展阅读 194
第12章 从半导性聚合物到受体的光致电荷转移 195
12.1 引言 195
12.2 共轭聚合物／受体复合物的光物理 195
12.3 从半导性聚合物到C60的光致电子转移 197
12.4 光致电子自旋共振 198
12.5 超快光致电子转移 200
12.6 光电导的增敏作用 204
扩展阅读 206
第13章 光伏电池和光电探测器 207
13.1 双功能聚合物二极管 207
13.2 给体受体双层异质结 210
13.3 本体异质结纳米材料的自发相分离与自组装 212
13.4 BHJ太阳电池的纳米形貌 213
13.5 使用热退火优化纳米形貌 213
13.6 BHJ纳米尺度形貌的表征 215
13.7 开路电压的来由 221
13.8 本体异质结电池的动力学 223
13.9 优化新材料的性能：加工添加剂 225
13.10 设计能量转换效率大于10％的本体异质结太阳电池的要求 227
13.11 氧化钛TiOx多功能层在本体异质结太阳电池中的应用 228
13.12 本体异质结级联太阳电池 230
13.13 内量子效率接近100％的本体异质结太阳电池 233
13.14 PCDTBT中的复合：一个例子 236
13.15 光电探测器 239
扩展阅读 241
第14章 聚合物场效应晶体管 243
14.1 引言 243
14.2 有机场效应晶体管工作原理 244
14.3 有机场效应晶体管的不同结构 248
14.4 迁移率测量中的接触电阻和误差 249
14.5 有机场效应晶体管中的诱导极化子 252
14.6 高载流子密度下的电荷传输 253
14.7 有机绝缘体作OFET的栅介质 255
14.8 p沟道、n沟道电路均能工作的有机场效应晶体管 259
14.9 发光场效应晶体管 260
14.10 高亮度发光场效应晶体管 263
14.10.1 双层发光场效应晶体管 264
14.10.2 磷光发光场效应晶体管 264
扩展阅读 266
附录 英文符号与缩略语 267
索引 271