论导电聚合物纳米纤维中的电子输运

由各种共轭聚合物制成的纳米纤维和纳米管在合成与电学表征方面的最新进展，引起了研究界对这类材料输运性质研究的关注。在本工作中，我们假设聚合物纳米纤维处于导电态，对其中的电子输运进行了理论分析。我们将导电聚合物视为嵌入在由无规分布的聚合物链组成的低导电环境中的类金属颗粒网络。我们分析了通过位于颗粒之间聚合物链上的中间态发生的颗粒间电子共振隧穿的贡献。相应地，我们应用介观系统中的量子传导理论来分析这一输运机制。我们表明，正如对单根聚苯胺纳米纤维进行电学表征的实验所表明的那样，共振电子隧穿对颗粒间电子输运的贡献可能占主导地位。我们研究了温度对输运特性的影响。我们将热环境表示为与中间态耦合的声子浴，该中间态提供类金属颗粒之间的电子隧穿。利用散射矩阵形式体系内的 Buttiker 模型结合非平衡格林函数技术，我们表明，与颗粒间电子隧穿相关的电流和电导的温度依赖性，不同于导电聚合物中其他传导机制的典型温度依赖性。此外，我们证明在一定条件下，声子浴可能导致原始中间态的抑制，并伴随出现用于电子隧穿的新态。我们分析了与这些新态对应的透射中峰值的幅度的温度依赖性。