«Захоплення» позитронів вуглецевими нанорурками в композиті на основі поліпропілену

Abstract

Методою електронно-позитронної анігіляції вивчено електронні властивості поліпропілену (ПП), вуглецевих нанорурок (ВНР) і композитів на їх основі в інтервалі концентрацій від 0 до 5 ваг.% ВНР. Характерною особливістю спектрів кутової кореляції анігіляційного випромінення (ККАВ) для композитів на основі ПП є наявність у них чотирьох компонент – вузького (ВҐ), середнього (СҐ) і широкого (ШҐ) Ґавсіянів і параболічного внеску (ПВ). ВҐ обумовлений анігіляцією позитронів із зв’язаного воднеподібного стану – позитронію. У чистому ПП ПВ немає, і ККАВ є суперпозицією 3-х Ґавсіянів. При 0,5 ваг.% ВНР у ПП з’являється ПВ у ККАВ. Внесок ВҐ спостерігається в чистому ПП і композитах ПП—ВНР (до 3 ваг.% ВНР включно). Аналіза результатів показує, що в досліджених композитах переважна більшість позитронів (до 97%) анігілює у ВНР, електронні властивості яких істотно модифікуються оточенням ПП.Electronic properties of polypropylene (PP), carbon nanotubes (CNT) and PP—CNT composites within the concentration interval from 0 to 5 wt.% CNT are studied by the method of electron—positron annihilation. Prominent feature of angle-correlation spectra of annihilation radiation (ACAR) for PPbased composites is the presence in them of four components–narrow (NG), medial (MG), wide (WG) Gaussians, and the parabolic contribution (PC). NG is caused by annihilation of positrons from the bound hydrogen-like state– positronium. In pure PP, PC is not present, and ACAR is represented by superposition of three Gaussians. At 0.5 wt.% CNT in PP, PC appears in ACAR. Contribution of NG is observed in pure PP and PP—CNT composites (up to 3 wt.% CNT inclusively). The analysis of these results shows that, in the composites under investigation, the most part of positrons (up to 97%)annihilates in CNT; their electronic properties are essentially modified by PP surrounding.Методом электронно-позитронной аннигиляции изучены электронные свойства полипропилена (ПП), углеродных нанотрубок (УНТ) и композитов на их основе в интервале концентраций от 0 до 5 вес.% УНТ. Характерной особенностью спектров угловой корреляции аннигиляционного излучения (УКАИ) для композитов на основе ПП является наличие в них четырёх компонент – узкого (УГ), среднего (СГ) и широкого (ШГ) гауссианов и параболического вклада (ПВ). УГ обусловлен аннигиляцией позитронов из связанного водородоподобного состояния – позитрония. В чистом ПП ПВ нет, и УКАИ представляет собой суперпозицию 3-х гауссианов. При 0,5 вес.% УНТ в ПП появляется ПВ в УКАИ. Вклад УГ наблюдается в чистом ПП и композитах ПП—УНТ (до 3 вес.% УНТ включительно). Анализ результатов показывает, что в исследованных композитах большинство позитронов (до 97%) аннигилирует в УНТ, электронные свойства которых существенно модифицируются окружением ПП.