Condutividade alternada de polianilina embebida com nanopartículas de óxido de estanho e índio.

Abstract

Neste trabalho foram investigados filmes híbridos de nanopartículas de óxido de estanho e índio (ITO) embebidas em matriz de polianilina (PAni) do tipo PAni1-xITOx, com 0 ≤ x ≤ 1. Para tanto, os sistemas foram caracterizados elétrica, morfológica e estruturalmente, por meio de medidas elétricas (ac e dc), microscópicas (de força atômica, força elétrica e eletrônica de varredura), difratometria de raios-X, potencial de superfície (Kelvin Probe) e análises espectroscópicas (EDS, FTIR e Raman). Os resultados obtidos mostram que os filmes comportam-se como desordenados e são formados por aglomerados esféricos de ITO, dispersamente distribuídos na matriz polimérica e se aglomeram e formam caminhos condutivos que se interconectam induzindo, portanto, o sistema a: (i) variações de condutividade elétrica de isolante (1,83 10-9 S/m) a semicondutivo (4,64 10-4 S/m); (ii) variações da função trabalho, de -5,2 eV a -5,5 eV; (iii) percolação, a partir de x  0,12; (iii) a redução da energia de salto dos portadores de carga, de 217 meV para 11,8 meV, (iv) a redução do comprimento efetivo de condução da polianilina e, (v) a independência da constante dielétrica da PAni (k ), tanto em função de x quanto da temperatura na faixa de 50-350 K. Finalmente, as propriedades elétricas dos filmes PAni1-xITOx foram investigadas por meio de modelos de percolação, fenomenológicos (circuitos RCs), mecanismos de salto (Modelo de Barreira de Energia Livre Aleatória) e de Aproximação do Meio Efetivo (Modelo Maxwell Garnett), que forneceram, dentre outros parâmetros e características, os mecanismos de condução e as contribuições da matriz, das nanopartículas e das interfaces formadas entre elas como função de x e da temperatura.