Основной принцип проводящих полимеров заключается, прежде всего, в системе сопряженных π-электронов внутри их молекулярных цепей. Чередующиеся одинарные и двойные связи в основной цепи полимера образуют расширенную сопряженную систему, позволяющую электронам образовывать делокализованные электроны вдоль цепи. В отличие от электронов в обычных изоляторах, которые связаны с атомами, эти электроны могут свободно перемещаться по цепочке. Эта сопряженная система обеспечивает основной проводящий путь; Длина и расположение молекулярной структуры напрямую влияют на эффективность миграции электронов, определяя тем самым основную проводимость полимера.
Проводимость также зависит от механизма легирования, который имеет решающее значение для достижения высокой проводимости проводящих полимеров. Легирование делится на две категории: окислительное легирование и восстановительное легирование. Оба вводят дырки или электроны в полимерную цепь, увеличивая количество мобильных носителей заряда. Окислительное легирование удаляет электроны, образуя дырки, позволяя положительным зарядам мигрировать вдоль цепи; Восстановительное легирование приводит к тому, что электроны образуют носители заряда. Примеси могут представлять собой низкомолекулярные окислители, кислоты или ионные соединения. Они взаимодействуют с полимерной цепью, позволяя электронам или дыркам свободно перемещаться внутри сопряженной системы, тем самым значительно улучшая проводимость материала.
