Формирование нанокомпозитов полианилин/многостенные углеродные нанотрубки с варьируемой проводимостью для сенсорных и электрохимических приложений / Лобов И.А., Давлеткильдеев Н.А., Соколов Д.В.

Полианилин (ПАНИ) относится к классу органических полупроводников. Область примененияполимера широкая: газовые сенсоры, суперконденсаторы, топливные элементные и др. Для разныхприложений ключевыми параметрами ПАНИ управляют посредством создания композитов полимерас наноразмерными объектами (оксиды металлов, углеродные наноматериалы и пр.). В данной работедля создания композитов с ПАНИ использовались многостенные углеродные нанотрубки,легированные азотом (N-МУНТ) до и после облучения ионами Ar+ (5 кэВ, 1016 см-2).Для синтеза композитов ПАНИ/N-МУНТ и ПАНИ/Ar+_N-МУНТ применялась in-situхимическая окислительная полимеризация анилина в присутствии нанотрубок. Композитыосаждались в виде плёнок на подложки SiO2/Si. Измерение удельной проводимости индивидуальныхМУНТ выполнялось по методике, описанной в [1], а композитов - четырёхзондовым методом. Удельная проводимость индивидуальныхN-МУНТ уменьшается после облучения.Проводимость ПАНИ/Ar+_N-МУНТ более чемна порядок превышает проводимость слоевПАНИ/N-МУНТ. ПАНИ и МУНТявляются проводящими материалами, и обаобеспечивают проводимость композита. Ростпроводимости композита ПАНИ/Ar+_N-МУНТпротиворечит снижению проводимости Ar+_NМУНТ. Такое поведение может быть связано сизменением вклада нанотрубок в суммарнуюпроводимость композита. Действительно, при облучении N-МУНТ ионами Ar+ их работа выхода,измеренная по методике [2], возрастает с 4,5 до 5,1 эВ. Это приводит к формированию омическогоперехода на межфазной границе ПАНИ/Ar+_N-МУНТ, который обеспечивает протекание тока междукомпонентами. В случае композита ПАНИ/N-МУНТ на межфазной границе возникает барьердля носителей заряда и протекание тока между ПАНИ и N-МУНТ затруднено.Применение ПАНИ/Ar+_N-МУНТ в качестве чувствительного слоя газового сенсора нежелательно, так как резистивный отклик слоя ПАНИ будет шунтироваться МУНТ. Однакоиспользование его в качестве электрода суперконденсатора является выгодным, так как этообеспечивает не только высокие удельную площадь поверхности и емкость, но и существеннуюпроводимость электродов.