Near-electrode effects of ferroelectric nanocomposites filled with pristine and oxidized multiwalled carbon nanotubes at low frequencies

Ống nano carbon đa vách (MWCNT) được biết đến nhiều với một số ứng dụng trong cảm biến, bộ truyền động, máy phát trường, siêu tụ điện... Trong những trường hợp này, MWCNT có thể được sử dụng trực tiếp để tạo điện cực, dây dẫn hoặc đóng vai trò là chất độn để cải thiện các đặc tính điện vật lý của vật liệu làm nên thiết bị. Trong nghiên cứu của mình, nhóm tác giả gồm TS. Lưu Thị Nhạn- Phó trưởng khoa Khoa học cơ bản- Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội cùng với TS. Nguyễn Hoài Thương, PGS.TS Châu Minh Thuyên và Ths. Phan Thị Bích Thảo- Khoa Công nghệ Điện- Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã sử dụng ống nano carbon nguyên sơ (pMWCNT) và nano carbon bị oxi hóa (oMWCNT) làm chất độn để phát triển vật liệu tổng hợp sắt điện dựa trên kali dihydrogen photphat (KDP) và triglycine sulfat (TGS) để nghiên cứu các hiệu ứng ở khoảng tần số 10 mũ -3–10 mũ 6 Hz.

Bài báo thuộc danh mục ISI (Q4) đăng trên tạp chí Ferroelectrics tập 602, số 1, từ trang 174 đến trang 183 được xuất bản trực tuyến ngày 03 tháng 01 năm 2023. Bài báo đã nghiên cứu, so sánh các hiệu ứng có thể xảy ra gần các điện cực đối với vật liệu tổng hợp nano dựa trên sắt điện cổ điển (TGS và KDP) chứa đầy các ống nano carbon đa vách nguyên sơ và bị oxi hóa bằng cách phân tích quang phổ của trở kháng điện ở tần số thấp (10^-3–10⁶Hz). Kỹ thuật FTIR đã được sử dụng để nghiên cứu các cấu trúc của vật liệu tổng hợp. Kết quả chỉ ra rằng việc sử dụng ống nano carbon oxi hóa đã giúp triệt tiêu một phần hiệu ứng gần điện cực do tính dẫn điện kém của nhóm OH xuất hiện sau quá trình oxi hóa. Bên cạnh đó, vùng tần số ở đó tồn tại các hiệu ứng đã được mở rộng với việc tăng hàm lượng chất độn. Dựa trên các kết quả thu được, quá trình oxi hóa có thể được đề xuất như một cách hiệu quả để triệt tiêu các dị thường không mong muốn liên quan đến tính dẫn điện cao của các ống nano carbon đa vách trong thiết bị điện tử.

Abstract: To fill a gap of previous studies, the present work considers possible effects near electrodes for nanocomposites based on classical ferroelectrics (triglycine sulfate and potassium dihydrogen phosphate) filled with pristine and oxidized multiwalled carbon nanotubes by analyzing the spectra of electric impedance at low frequencies ( 10^-3–10⁶Hz). FTIR technique was utilized to explore composite structures. The results indicated that using the oxidized carbon nanotubes helped to partially suppress the near-electrode effects due to the poor electrical conductivity of OH groups appeared after oxidization. Besides, the frequency region in which the effects existed was expanded with increasing the filler content.

Keywords: Multiwalled carbon nanotubes; oxidization; triglycine sulfate; KDP; Electrode effects

Toàn văn bài báo tải về tại đây: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00150193.2022.2149310