Elektronische und dielektrische Eigenschaften von Graphen und Graphenoxid

Diese Arbeit stellt fest, dass die frequenz- und temperaturabhängigen elektronischen und dielektrischen Eigenschaften von elektrochemisch reduziertem Graphen (ERGO) um 2 Größenordnungen höher sind als die von Graphenoxidpapieren (GO). Es gibt eine stärkere Polarisierung als Folge einer erhöhten Konzentration von reduzierten Clustern und einer Verdünnung der Graphenblätter in ERGO-Papieren, dem ersten elektrochemisch reduzierten Papier aus GO überhaupt. Bei GO besteht aufgrund eines höheren Anteils an O-H-Zwischenschichtbindungen eine größere Abhängigkeit von der Frequenz. Die dielektrische Permittivität steigt mit abnehmender Frequenz aufgrund stärkerer Polarisierung und reduzierter Leitungsverluste. Bei sehr hohen Frequenzen sind größere Leitungsverluste für niedrigere Werte der dielektrischen Permittivität von ERGO-Papieren im Vergleich zu GO-Papieren verantwortlich. Das Profil der temperaturabhängigen Leitfähigkeit war auf thermisch aktivierten Transport, Verweilzeit und ionische Streuung von Ladungsträgern zurückzuführen. Die Erholung der leitenden und dielektrischen Eigenschaften bei höheren Temperaturen war auf den Übergang von einer Graphen-Ionen-Wolke zu einem dielektrischen Multi-Nano-Kondensatorsystem aus Graphen und Luft zurückzuführen.

Autorentext

• Prof. Dr. Oluwaseun John Dada ist Lehrstuhlinhaber für Signature EcoSystems Technologies. Er hat sich in den letzten 8 Jahren mit Materialien im Nanobereich, der Herstellung und Anwendung fortschrittlicher Materialien und in den letzten 10 Jahren mit Metallurgie und Aluminiumherstellung beschäftigt.