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奧斯馬尼亞大學Dasari Ayodhya課題組--硫化銅和還原氧化石墨烯封裝的硫化銅納米復合材料中電導率和介電行為的溫度和頻率依賴性研究
      在這項工作中,我們通過銅和氧化石墨烯(GO)之間明顯的氧化還原轉化反應,無需任何添加劑,就可以一步合成還原氧化石墨烯(rGO)封裝的硫化銅(CuS)納米復合材料,開發出一種簡單而低成本的策略。制備的CuS和rGO封裝的CuS納米復合材料已通過各種物理化學技術進行了表征,以觀察其形狀、形態和結構。它揭示了具有六邊形結構的合成樣品的平均尺寸在10–30 nm范圍內。紫外可見吸收光譜暴露了CuS的強吸收峰,并且在NIR范圍內觀察到了rGO封裝的CuS復合材料。合成的樣品在很寬的頻率范圍內(102-106 Hz)顯示出高介電常數和電導率。還研究了溫度對合成的rGO封裝的CuS納米復合材料電導率的影響。優異的導電性能歸因于CuS和rGO之間的協同作用。隨著溫度的升高,rGO封裝的CuS復合材料的最大電導率在高溫下呈指數增長。具有高介電常數和導電性的復合材料是高電容的有前途的材料,此外,它還用作超級電容器和儲能應用的電極材料。 

Figure 1. (a)CuS NPs和(b)rGO封裝CuS復合材料的SEM圖像;(c)CuS NPs和(d-f)rGO封裝CuS復合材料的HR-TEM圖像;(g)rGO封裝CuS復合材料的直方圖
 

Figure 2.CuS NP和rGO封裝CuS復合物的TGA熱分析圖
 
 
Figure 3. 室溫下合成的CuS NPs和rGO封裝CuS復合材料的(a)介電常數和(b,c)阻抗的頻率相關性;(d)Cole-Cole圖
 

Figure 4. 不同溫度下,合成的CuS納米顆粒的(a,b)阻抗的頻率依賴性和(c,d)Cole-Cole圖

 
Figure 5. 合成的rGO封裝CuS復合材料,在不同溫度下的(a,b)阻抗的頻率依賴性和(c,d)Cole-Cole圖
 

Figure 6. 在不同頻率下,(a)rGO封裝CuS復合材料和(b)CuS納米顆粒的電導率(σ)的溫度依賴性;rGO封裝CuS復合材料和CuS納米顆粒,在不同溫度下的(c)活化能的評估以及(d)電導率行為
 
     相關研究成果于2019年由奧斯馬尼亞大學Dasari Ayodhya課題組,發表在Mater. Res. Express(https://doi.org/10.1088/2053-1591/aafe55)上。原文:Investigation of temperature and frequency dependence of electrical conductivity and dielectric behavior in CuS and rGO capped CuS nanocomposites。
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