向列态导电气凝胶在低温下的激活跳跃输运

研究了由高度取向的 Al$_2$O$_3\cdot$SiO$_2$ 纳米纤维外覆大量缺陷的石墨烯壳层构成的向列态气凝胶的输运性质。在 9-40K 范围内电阻率的温度依赖严格遵循为描述变程跳跃(VRH)电导所推导的公式，其中当石墨烯壳层层数由 4-6 层减少到 1-2 层时，指数 $\alpha$ 由 0.4 变为 0.9。$\alpha$ 对壳层厚度的依赖可由跳跃输运维度以及费米能级附近局域态密度的能量依赖特征的同时变化来解释。在最小石墨烯壳层厚度下 $\alpha$ 趋近于 1，表明从 VRH 输运逐渐过渡到最近邻跳跃(NNH)输运。在 T = 4.2 K 下测量的磁电阻为负，随石墨烯壳层厚度减小而显著增大，并可很好地由弱局域化情形的公式近似。相位相干长度与石墨烯晶粒尺寸有合理关联。所研究的导电气凝胶补充了在低温下表现出跳跃电子输运（强载流子局域化介质的特征）以及通常在弱局域化条件下显现的负磁电阻的著名材料集合。