Study of electrical and dielectric properties of conducting polymers

Abstract

Název práce: Studium elektrických a dielektrických vlastností vodivých polymerů Autor: Mgr. Martin Varga Katedra: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí disertační práce: RNDr. Jan Prokeš, CSc., KMF MFF UK Abstrakt: Transport elektrického náboje v polyanilinu a polypyrrolu byl stu- dován s ohledem na jejich různou morfologii, dále pak v souvislosti s použitím různých oxidantů, různých dopantů a též s ohledem na další modifikace při je- jich přípravě. Mechanismus transportu náboje je diskutován v rámci kombi- nace různych modelů popisujících transport v neuspořádaných systémech. Tento přístup je vhodný z důvodu heterogenní struktury vodivých polymerů. Byl také studován vliv vody na vodivost, v dlouhočasové limitě je pro vzorky lisované do tablet navrženo vysvětlení jevu na základě difúzního modelu. Zkoumali jsme stabilitu polypyrrolových nanotrubek v silně zásaditých prostředích a také jejich stárnutí, a to pomocí stejnosměrných i střídavých měřicích technik. Vodivost stu- dovaných materiálů při jejich přirozeném stárnutí zůstává stejného řádu i po dvou letech, avšak při deprotonaci v silných alkáliích nebo při zrychleném stárnutí za zvyšených teplot klesá vodivost polymerů o několik řádů....

Title: Study of electrical and dielectric properties of conducting polymers Author: Mgr. Martin Varga Department: Department of Macromolecular Physics Supervisor: RNDr. Jan Prokeš, CSc., Department of Macromolecular Physics Abstract: Charge transport in polyaniline (PANI) and polypyrrole (PPy) was studied in respect to various oxidants, dopants, morphology, and other modifica- tions in their synthesis. The mechanism of transport was discussed in the frame- work of combination of several models characteristic for disordered solids due to inherent heterogeneous structure of conducting polymers. Effect of drying on conductivity was studied and the long-time limit was explained with the diffusion- based model for bulk materials. For PPy nanotubes stability in strong alkaline media and aging were studied by AC and DC techniques. While conductivity of naturally aged samples after two years remained in the same order of magni- tude, after exposure to alkaline media or accelerated aging at high temperatures, conductivity decreased several orders of magnitude. Degraded material exhibited strong disorder and the transport model was completely changed. Despite severe treatment electrical properties were still comparable to other as-prepared mate- rials. Finally, an application example as ammonia sensor, the response of...