Low Temperature Physics: 45, 754 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5111303
Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 7 (Июль 2019), c. 881-891    ( к оглавлению , назад )

Composite films of single-walled carbon nanotubes with strong oxidized graphene: characterization with spectroscopy, microscopy, conductivity measurements (5–291 K) and computer modeling

V.A. Karachevtsev, A.M. Plokhotnichenko, M.V. Karachevtsev, A.S. Linnik, and N.V. Kurnosov

B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine 47 Nauky Ave., Kharkiv 61103, Ukraine
E-mail: karachevtsev@ilt.kharkov.ua

Received February 5, 2019, published online May 28, 2019

Анотація

Гібридизація вуглецевих нанотрубок (1D структури) з гра-феном або його похідними (2D структури) призводить до утворення 3D наноструктур, які мають покращені електричні, механічні та термічні властивості у порівнянні з компонентами, що відкриває широкий спектр їх практичного застосування. Гібриди одностінних вуглецевих нанотрубок (SWNT) з оксидом графена (GO), які приготовлені у водній суспензії, та плівки, що отримані вакуумною фільтрацією, досліджено із застосуванням УФ–ІЧ спектроскопії поглинання світла, скануючої електронної мікроскопії (СЕМ), комп’ютерного моделювання. Також виконано низькотемпературні вимірювання електропровідності плівок в інтервалі температур 5–291 К. Для приготування гібридів обрано SWNT з переважаючим вмістом напівпровідникових нанотрубок (до 95%) та оксиду графену з невеликим співвідношенням С:О (близько 1,3). СЕМ-аналіз зрізу композитних плівок GO-SWNT показав, що плівка складається з тонких шарів, які розташовані уздовж поверхні плівки з ламінарною, досить щільною упаковкою. Ми виявили спектроскопічний прояв взаємодії GO і SWNT у гібриді, оцінили енергію взаємодії між компонентами, виявили провідність у композитної плівці, хоча в плівці GO провідність практично не спостерігалася. Також було показано, що поведінка температурної залежності провідності в плівці SWNT та в композитній плівці різна. Зменшення провідності з пониженням температури вказує на те, що ця залежність аналогічна провідності, що спостерігається в напів-провідникових системах.

Ключові слова: оксид графену, одностінна вуглецева нано-трубка, гібриди GO-SWNT, провідність SWNT, УФ–ІК спек-троскопія, комп’ютерне моделювання.