Yarı İletken Polimerler
Polimerler, en basit tanımıyla, çok sayıda aynı veya farklı grupların kimyasal bağlarla az veya çok düzenli bir biçimde bağlanarak oluşturduğu uzun zincirli, başka bir ifade ile yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir.
Polimer moleküllerini oluşturmak üzere birbirleri ile kimyasal bağlarla bağlanan küçük moleküllere “monomer” denir. Makromolekül denilen bir polimer molekülünde bu yapı biriminden yüzlerce, binlerce bazen daha fazlası birbirine bağlanır. Ancak polimerlerin çoğu genellikle 5.000 – 250.000 molekül ağırlığı bölgesinde bulunur.
Yarı iletkenlerin, düşük sıcaklıklarda değerlik elektronlarının enerji düzeyleri dolmuş durumdadır. Bu nedenle de elektriği iletecek serbest elektronlar yoktur. Ancak, sıcaklık yeteri kadar artınca, bazı elektronlar bulundukları düzeylerden iletkenlik bandına sıçrayacak kadar enerji kazanırlar ve değerlik düzeylerindeki eski yerlerinde delik adını alan (+) yüklü bir elektron boşluğu bırakırlar. Böylece oluşan eşit sayıdaki hareketli elektron ile delik, elektrik akımını iletebilir.
Yarı iletken Malzemeler
Poliasetilen, polipirol ve politiofeni işleme tabi tutmak hemen hemen imkansızdır ancak geliştirilen yeni tekniklerle bu maddeleri yarı iletken hale getirmek olanaklı hale gelmiştir.
Geliştirilen aynı teknikle polifenilin vinilin gibi diğer iletken polimerler de geliştirilmiştir. Diğer işlenebilir iletken polimerler kovalent bağlı siloksan ftalosiyanin (PC) komplekslerinin ([Si(PC)O]n) yüklenmesiyle yapılmışlardır.
Mevcut çok çeşitli polimerik malzemenin varlığına rağmen, bir iki özel uygulamaya yönelik diğer bileşim temelliler dışında, kapsüllerin büyük çoğunluğu epoksit ve silikon bileşimi temellidir. epoksit reçinesinin yarı iletken kapsülü olarak kullanılmasının 30 yıllık bir geçmişi vardır. En çok kullanılan epoksit reçinesi bisfenol A diglisidil eteri çıkaracak şekilde epikloridin’in bir alkali yanında bisfenol A ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilir.
Elektronik aksamın kapsüllenmesinde kullanılan diğer bir önemli kapsül tipi silikonlardır. Bunlar, silikon atomlarına asılmış ek organik grupları bulunan ve alternatif silikon-oksijen yapısını temel alan sentetik polimerlerdir.
Diğer bir yarı iletken polimer olarak kullanılan polifenilen sülfıt , meaknik özelliklerini yüksek sıcaklıklarda korur. 200 °C’nin altında tüm solventlere karşı dayanıklıdır, bu sıcaklığın üzerinde ise bazı aromatik ve heterosiklik solventlerce çözülebilir.
Polifenilen sülfıtler esas olarak seramik kapasitörler gibi elemanların kapsüllenmesinde kullanılmışlardır.
Yarı iletken polimer olarak kullanılan poliüretanlar doğrudan kapsül olarak kullanılmamakla beraber koruyucu katman olarak yaygın kullanım sahası bulmuşlardır. Mükemmel elektriki izolasyon özelliğine, fiziksel dayanıklılığa, aşınmaya karşı dirence, neme ve kimyasal etkilere karşı dirence sahiptirler.
Yarı İletken Polimerlerin Kullanım Alanları
Yarı iletken polimerler yoğun olarak kimyasal sensör olarak kullanılmaktadır.
Kimyasal sensörler otomotiv endüstrisinde hava-yakıt karışımının oksidasyon ve redüksiyon karakterini belirlemek ve maksimum etkinlikte en az kirlenmeye yol açacak olan hava-yakıt karışımının motorun gereklerine adapte edilmesini sağlamaktadır. Medikal sektörde ise kimyasal sensörler kan pH’ını ve kandaki K, Ca, ve glikoz konsantrasyonlarını incelemek için kullanılır.
İletken polimerlerin en ümit veren yakın gelecek uygulamalarından biri de şarj edilebilir bataryalardır (pil, akümülatör vb.). Bunlar polimerleri aktif elektrotlar olarak kullanacaklar, çünkü polimerler, hafif, esnek, yüksek kapasitede tersinir kabul edilebilir ve elektrikle şarj edilirler.
En son ileri teknolojilerde , yarı iletken polimerler bilgisayar teknolojisinde kendini yenileyebilen chip yapımında, hafızasını geliştirebilen bilgisayar bellekleri ve işlemcileri yapında kullanılmak üzere çalışmalar vardır. Örnek olarak bir bilgisayar firması olan IBM yarı iletken polimer teknolojisini kullanarak 10 GHz hızına ulaşabilecek CPU’lar yapmaya çalışmaktadırlar.
