Температурная зависимость электронного транспорта в композитной плен-ке оксида графена с одностенными углеродными нанотрубками: анализ и сравнение с пленкой нанотрубок

Анотація

Наведено результати низькотемпературних досліджень (5–291 К) електронного транспорту в композитних плівках оксиду графену з одностінними нанотрубками (GO-SWNTs), які отримані методом вакуумної фільтрації їх водної суспензії. Показано, що поява електропровідності у композитній плівці зумовлена нанотрубками, оскільки плівка GO, на відміну від плівки нанотрубок, практично не має провідності. Для порівняльного аналізу вивчено електропровідність також в плівках SWNTs. GO-SWNTs та SWNTs плівки демонструють напівпровідникову поведінку з від’ємним температурним коефіцієнтом електропровідності. Температурні залежності опору плівок було проаналізовано в рамках 3D моделі Мотта, яка описує рух електронів (завдяки термоактивованому тунелюванню крізь бар’єри) зі змінною довжиною стрибка (модель VRH) у діапазоні 5–240 К. З аналізу цих залежностей було оцінено параметри електронного транспорту в композитній плівці GO-SWNTs та в плівці нанотрубок SWNTs: середня довжина та eнергія стрибка електрона; побудовані їх температурні залежності. Виконано порівняння цих параметрів в плівках різного типу, яке показало, що контакт нанотрубок с поверхнею GO ускладнює електронний транспорт у композитній плівці. Для опису температурної залежності опору плівок при Т > 240 К залучено модель Арреніуса, з якої знайдено величину потенціального бар’єра.