Вплив температури на перколяційну поведінку систем на основі поліетиленоксиду та вуглецевих нанотрубок

Abstract

З використанням методів імпедансної спектроскопії й оптичної мікроскопії виконано дослідження електричних властивостей і перколяційної поведінки систем на основі поліетиленоксиду та вуглецевих нанотрубок. Виявлено, що зі збільшенням температури поріг перколяції збільшується з 0,35% до 0,38%, а критичний індекс електропровідности змінюється від 1,44 до 2,36. Встановлено, що в досліджуваних системах відбуваються два типи електропровідности: йонна й електронна. Показано, що при досягненні порогу перколяції, коли нанотрубки, які розподілені у полімерній матриці, мають найбільшу питому поверхню, енергія активації системи має мінімальне значення. Виявлено, що системи поліетиленоксид–вуглецеві нанотрубки характеризуються від’ємним температурним коефіцієнтом електроопору.

С применением методов импедансной спектроскопии и оптической микроскопии выполнено исследование электрических свойств и перколяционного поведения систем на основе полиэтиленоксида и углеродных нанотрубок. Обнаружено, что с увеличением температуры порог перколяции увеличивается с 0,35% до 0,38%, а критический индекс электропроводности изменяется от 1,44 до 2,36. Óстановлено, что в исследуемых системах осуществляются два типа электропроводности: ионная и электронная. Показано, что при достижении порога перколяции, когда нанотрубки, которые распределены в полимерной матрице, имеют наибольшую удельную поверхность, энергия активации системы имеет минимальное значение. Обнаружено, что системы полиэтиленоксид–углеродные нанотрубки характеризуются отрицательным температурным коэффициентом электросопротивления.

The investigation of electrical properties and percolation behaviour of the systems based on the polyethylene oxide and carbon nanotubes is performed using the methods of impedance spectroscopy and optical microscopy. As revealed, the percolation threshold increases from 0.35% to 0.38%, and the critical index of conductivity changes from 1.44 to 2.36 with the temperature increasing. As ascertained, there are two types of conductivity in the investigated systems: ionic and electronic ones. As shown, under reaching the percolation threshold, when nanotubes dispersed in a polymeric matrix have the most specific surface, the activation energy of the system is minimal. As revealed, the polyethylene oxide–carbon nanotubes’ systems have the negative temperature coefficient of electrical resistance.