高导电聚合离子液体的分子动力学与电荷传输
软凝聚态物质
2018-10-10 v1
摘要
通过宽带介电谱（BDS）在宽频率（0.01 - 10E7 Hz）与温度范围（100 - 400 K）下以及通过 DSC 和 AC 芯片量热法，研究了分子量为 9700、44200、51600 和 99500 g per mol 的聚合离子液体（PIL）聚丙烯酸氧丙基磺酸盐三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)铵（PAAPS）的玻璃态动力学与电荷传输。介电谱的特征在于（i）弛豫过程、（ii）电荷传输与（iii）电极极化的叠加。弛豫过程（i）归属于动态玻璃化转变与次级弛豫。电荷传输（ii）可由 Dyre 等人提出的随机自由能势垒模型描述；Barton-Namikawa-Nakajima（BNN）关系在超过 8 个数量级上良好成立。电极极化（iii）遵循 Serghei 等人分析的特征；在低频侧存在偏差。动态玻璃化转变的弛豫速率与电荷载流子跳跃速率之间的比例关系反映了电荷传输作为玻璃化转变辅助跳跃的本质。就此而言，所研究的 PIL 暴露出此类材料在 100 oC 以下迄今观察到的最高直流导电值，并首次出现随聚合度升高而电导率增加的现象。将所研究的聚合离子液体与其他液体比较，可得出关于新型高导电 PIL 设计的结论。
引用
@article{arxiv.1810.03823,
title = {Molecular dynamics and charge transport in highly conductive Polymeric Ionic Liquids},
author = {Falk Frenzel and Ryan Guterman and A. Markus Anton and Jiayin Yuan and Friedrich Kremer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.03823},
year = {2018}
}
备注
36 pages, 18 figures