热诱导表面终端对纳米金刚石电学性质影响的综合研究
化学物理
2023-12-21 v1
摘要
纳米金刚石 (NDs) 因其表面功能化可调控其物理和化学特性，而在多个研究领域受到越来越多的关注。这对它们的电学性质产生了至关重要的影响，而这些性质在开发创新传感器和生物医学应用等领域至关重要。人们对 NDs 中电导的巨大兴趣推动了科学界对其进行广泛研究。人们考虑了各种官能团的作用，并提出了不同的导电机理。在这项工作中，我们报告了一项系统研究，探讨了不同尺寸 NDs 的电学性质如何随空气、氢气或惰性气氛中不同热处理而变化。样品在受控湿度条件下进行电学表征，以考虑水对电导率的影响。我们将 NDs 的电学性质与其表面化学和结构特征联系起来进行解释，这些特征通过红外和拉曼光谱进行了探测。表面石墨、氢终端或吸附在亲水性含氧官能团上的水的存在使得 NDs 更具导电性。这些基团确实启用了不同的导电机理，分别是石墨介导导电、水诱导转移掺杂以及表面吸附水中的 Grotthus 机理。此外，我们还评估并讨论了颗粒尺寸对电导率的影响。我们的实验发现揭示了表面修饰与 NDs 电学性质之间的联系，同时也为理解颗粒尺寸效应提供了解释钥匙。
引用
@article{arxiv.2312.12647,
title = {A comprehensive study of the effect of thermally induced surface terminations on nanodiamonds electrical properties},
author = {Sofia Sturari and Veronica Varzi and Pietro Aprà and Adam Britel and Nour-Hanne Amine and Greta Andrini and Emilio Corte and Giulia Tomagra and Lorenzo Mino and Paolo Olivero and Federico Picollo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12647},
year = {2023}
}