Ich lese einen Artikel („Tunable Electrical Conductivity of Individual Graphene Oxide Sheets Reduced at ‚Low‘ Temperatures“, Jung, et al. Nano Lett. 2008 , 8, 4283–4287) über die elektrische Leitfähigkeit in Graphenoxid. In diesem Papier zeichnen die Autoren eine Vielzahl von Strompotentialen ( )-Kurven, um zu bestimmen, wie die elektrische Leitfähigkeit von Graphenoxid mit dem Ausmaß der Reduktion zusammenhängt. Die Autoren finden, dass „die Kurven sind unabhängig von der Kontaktfläche oder Länge der Elektrodenkanten ...“ Daraus schließen sie:
Der Ladungstransport in Graphenoxid ist somit nicht kontaktbegrenzt; Stattdessen ist es raumladungsbegrenzt, und die injizierten Ladungsträger verändern das durch die Elektrodenpotentiale erzeugte lokale elektrische Feld erheblich. [Seite 4284]
Meine Frage ist, was ist der Unterschied zwischen kontaktbegrenztem und raumladungsbegrenztem Ladungstransport?
Ich verstehe (glaube ich), warum die injizierten Träger (Elektronen, die von der Batterie geliefert werden, an die Graphenoxid gebunden ist?) Das lokale elektrische Feld verändern würden. Bezieht sich die Behauptung der Autoren, dass der Ladungstransport in Graphenoxid nicht kontaktbegrenzt ist, vielleicht auf das ausgedehnte Pi-Netzwerk in Graphen und sogar in Graphenoxid (wo sauerstoffhaltige Funktionalitäten stellenweise das Pi-Netzwerk stören)?
Später in der Veröffentlichung sprechen die Autoren einen scheinbar verwandten Punkt über die Art des Ladungstransports an. Sie finden heraus, dass beim Erhitzen (wodurch einige der sauerstoffhaltigen Funktionalitäten entfernt werden, die das Pi-Netzwerk stören) die n -Typ-Leitfähigkeit ausgeprägter wird: „Eine kleine n -Typ-dominierte Leitfähigkeit bei Raumtemperatur wird beim Erhitzen in eine viel größere umgewandelt elektronendotierte Leitfähigkeit mit deutlich reduzierter Gate-Abhängigkeit." Durch Diagramme des Widerstands gegen die Temperatur und des Widerstands gegen die Gate-Spannung schlussfolgern die Autoren:
In diesem Fall wird der gesamte Ladungstransport durch thermische Aktivierung anstelle von Ladungsträgerinjektion gesteuert. [Seite 4286]
Hängen die Begriffe kontaktbegrenzter Ladungstransport und raumladungsbegrenzter Ladungstransport irgendwie damit zusammen, ob der Ladungstransport durch thermische Aktivierung oder Ladungsträgerinjektion gesteuert wird ?
Vielen Dank für Ihre Zeit. Ich suche keine detaillierte Erklärung der Grundprinzipien; Ich suche nur nach einer Erklärung der verschiedenen Arten des Ladungstransports auf "Neuling-Physik". Danke!
Ich sollte den ganzen Artikel lesen, um eine richtige Schlussfolgerung zu ziehen, aber ich kann Ihnen dies aus meiner Erfahrung als experimenteller Festkörperphysiker sagen:
Wenn Sie Kontaktmessungen durchführen und ungewöhnliche Eigenschaften haben, z. B. nicht ohmscher Transport oder dielektrische Reaktion, ist es möglich, dass diese ungewöhnlichen Eigenschaften Artefakte sind, die nicht auf die Masse der Probe zurückzuführen sind, sondern auf die Effekte in der Schicht zwischen den Kontakten und Masse der Probe. Tatsächlich ist es oft sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, zu beweisen, dass Ihr Effekt kein Artefakt ist, weshalb Sie wirklich keine Kontaktmessungen durchführen möchten, es sei denn, dies ist wirklich erforderlich. Wir messen regelmäßig den Kontaktwiderstand, führen theoretische Simulationen durch usw. Die Größe der Kontakte zu ändern und die gleichen Ergebnisse zu erhalten, klingt für mich nach einer netten Methode, um zu beweisen, dass Kontakte nicht für den Effekt verantwortlich sind.