Das Kernprinzip leitfähiger Polymere liegt vor allem im konjugierten π--Elektronensystem innerhalb ihrer Molekülketten. Die abwechselnden Einfach- und Doppelbindungen im Polymerrückgrat bilden ein ausgedehntes konjugiertes System, das es den Elektronen ermöglicht, entlang der Kette delokalisierte Elektronen zu bilden. Im Gegensatz zu Elektronen in gewöhnlichen Isolatoren, die an Atome gebunden sind, können sich diese Elektronen entlang der Kette frei bewegen. Dieses konjugierte System stellt den grundlegenden Leitweg bereit; Die Länge und Anordnung der Molekülstruktur wirkt sich direkt auf die Effizienz der Elektronenmigration aus und bestimmt so die Grundleitfähigkeit des Polymers.
Die Leitfähigkeit hängt außerdem vom Dotierungsmechanismus ab, der für leitfähige Polymere entscheidend ist, um eine hohe Leitfähigkeit zu erreichen. Die Dotierung wird in zwei Kategorien unterteilt: Oxidationsdotierung und Reduktionsdotierung. Beide führen Löcher oder Elektronen in die Polymerkette ein, um die Zahl der mobilen Ladungsträger zu erhöhen. Durch Oxidationsdotierung werden Elektronen entfernt, um Löcher zu bilden, wodurch positive Ladungen entlang der Kette wandern können. Durch Reduktionsdotierung werden Elektronen eingeführt, um geladene Träger zu bilden. Dotierstoffe können kleinmolekulare Oxidationsmittel, Säuren oder ionische Verbindungen sein. Sie interagieren mit der Polymerkette und ermöglichen so die freie Bewegung von Elektronen oder Löchern innerhalb des konjugierten Systems, wodurch die Leitfähigkeit des Materials deutlich verbessert wird.
