掺溴纳米石墨调控PPA复合材料电导性能的研究

本研究论文发表于2010年9月的《华东师范大学学报(自然科学版)》第5期，由叶等作者探讨了掺溴PPA/掺溴纳米石墨复合材料的导电性能。聚苯乙炔(PPA)是一种重要的有机半导体材料，其电导率在未掺杂的情况下相对较低。通过将PPA暴露于溴蒸气中，研究人员观察到显著的电导率提升，达到了未掺杂时的11个数量级。 作者们利用多种分析技术来深入理解这种增强效应。首先，热重(TG)法被用来研究掺杂过程中溴的去除或残留情况，以评估其在材料中的化学稳定性和贡献。固体紫外光谱(UV-Vis)则揭示了掺杂后PPA结构的变化，以及可能的能带结构调整。 X射线光电子能谱(XPS)作为一种表征元素组成和化学键态的高精度工具，用于探测掺杂过程中溴、石墨和PPA之间形成的化学键，以及它们如何影响材料的电子性质。研究表明，当掺溴纳米石墨含量较低时，溴的作用占据主导地位，显著提高复合材料的电导率。随着掺杂量增加，掺溴纳米石墨自身的掺杂作用逐渐成为电导率提升的关键因素。 当掺杂量进一步增大，掺溴纳米石墨直接连接形成的导电网络开始主导复合材料的电导性能，这表明材料内部的宏观结构变化对于电导率的提升至关重要。这一发现不仅对设计高性能有机半导体材料具有重要意义，也为理解纳米复合材料的导电机制提供了新的视角。 这篇论文不仅展示了掺溴处理对PPA电导率的显著提升，还通过实验数据详细解析了这一过程中的关键影响因素，为有机半导体材料的改性及应用提供了深入的科学依据。