纳米复合材料体系中隧穿逾渗问题的解

我们注意到，隧穿逾渗框架在类逾渗和类跳跃行为的极端情况下已得到相当充分的理解，但中间区域此前尚未被讨论，尽管它与被广泛研究的纳米复合材料电学性质密切相关。据此，我们在此通过显式考虑填料颗粒形状和颗粒间电子隧穿过程，研究了绝缘基体中颗粒填料分散体的电导率。我们表明，无需像通常在这些体系的类逾渗解释中那样对颗粒间电导引入任何先验截断，即可重现纳米复合材料电导率对填料依赖性的主要特征。此外，我们证明数值结果可被临界路径方法完全重现，并在此将该方法推广以包含颗粒填料形状。通过利用该方法，我们提供了在许多感兴趣区域均有效的复合材料电导率简单解析公式。通过重新解释关于纳米管、纳米纤维、纳米片和纳米球复合材料的现有实验结果，并提取特征隧穿衰减长度（其值在预期范围内），我们评估了该公式的有效性。这些结果随后被总结为不仅对理解中间区域有用，而且对调控纳米复合材料的电学性质也有用。