Вивчення впливу вуглецевих нанотрубок на електричну провідність тернарного нанокомпозита ПВДФ/ПАНІ/ МСВНТ при низьких температурах

The electrical properties of films of a new ternary nanocomposite – the dielectric polymer polyvinylidene fluoride (PVDF), the conducting polymer polyaniline doped with dodecylbenzenesulfonic acid (PANI), and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs, 0–15 wt.%) – have been studied. Based on the results of electrical resistance, R, experiments in a wide temperature, T, interval of 4.2–300 K, it is shown that, at low temperatures, the charge transfer in the nanocomposites with the indicated MWCNT contents takes place via the tunneling of charge carriers between localized states and following the mechanism of variable-range hopping conductivity, R ∼ exp[(T0/T)1/2]. It is found that the characteristic temperature T0 and the temperature interval of the hopping conductivity depend on the MWCNT content. In particular, the increase of the MWCNT content in the nanocomposite films lowers the characteristic temperature T0 by two orders of magnitude and narrows the temperature interval, where the hopping conductivity is observed, with the most pronounced changes occurring within an MWCNT content interval of 5–7.5 wt.%.
У данiй роботi представлено результати дослiдження електричних властивостей плiвок нових тернарних нанокомпозитiв дiелектричного полiмеру полiвiнiлiденфториду (ПВДФ), провiдного полiмеру полiанiлiну, допованого додецилбензолсульфоновою кислотою (ПАНI), з рiзним вмiстом мультистiнних вуглецевих нанотрубок (МСВНТ). На основi результатiв дослiджень електричного опору нанокомпозитiв у широкому iнтервалi температур 4,2–300 К показано, що при низьких температурах для нанокомпозитiв iз вмiстом МСВНТ 0–15 мас.% перенесення електричних зарядiв вiдбувається за рахунок тунелювання носiїв заряду мiж локалiзованими станами вiдповiдно до механiзму стрибкової провiдностi зi змiнною довжиною стрибка R ∼ exp[(T0/T)1/2]. Встановлено, що величина характеристичної температури T0 i температурний iнтервал стрибкової провiдностi залежать вiд вмiсту МСВНТ. Збiльшення вмiсту МВСНТ у плiвках нанокомпозитiв вiд 0–15 мас.% приводить до зменшення характеристичної температури T0 на два порядки i звуження температурного iнтервалу, в якому спостерiгається стрибкова провiднiсть, причому найбiльш вираженi змiни вiдбуваються в iнтервалi вмiсту МСВНТ 5–7,5 мас.%.