Local Organization of Graphene Network Inside Graphene/Polymer Composites

Abstract

The local electrical properties of a conductive graphene/polystyrene (PS) composite sample are studied by scanning probe microscopy (SPM) applying various methods for electrical properties investigation. We show that the conductive graphene network can be separated from electrically isolated graphene sheets (GS) by analyzing the same area with electrostatic force microscopy (EFM) and conductive atomic force microscopy (C‐AFM). EFM is able to detect the graphene sheets below the sample surface with the maximal depth of graphene detection up to ≈100 nm for a tip‐sample potential difference of 3 V. To evaluate depth sensing capability of EFM, the novel technique based on a combination of SPM and microtomy is utilized. Such a technique provides 3D data of the GS distribution in the polymer matrix with z‐resolution on the order of ≈10 nm. Finally, we introduce a new method for data correction for more precise 3D reconstruction, which takes into account the height variations.

Graphene-philic surfactants for nanocomposites in latex technology

“…Building on those extensive findings, similar results are expected for polymer reinforced graphene and thus research on graphene/PS nanocomposites is mostly centered on the production of conductive nanocomposites [27,28,170,174,175]. The presence of π-conjugated systems in the polymer chains would likely favor the filler-to-matrix-to-filler electron transfer between the electron rich system of graphene and the PS matrix.…”

Three-dimensional analysis of micro- and nanostructure of biomaterials and cells by method of scanning probe nanotomography

“…Использование электрических режимов СЗМ при СЗНТ-исследованиях позволило восстано-вить структуру трехмерных сетей проводимости, формирующихся в нанокомпозитах полистирен/ нанотрубки [23] и полистирен/графен [24]. Стоит отметить, что подобные сети проводимости невоз-можно напрямую изучать и визуализировать други-ми методами микроскопии, и так же, как в случае с нанопористыми матриксами, корректный анализ взаимосвязанности подобных сетей и ее корреля-ции с их макроскопическими свойствами возможен только с использованием трехмерного анализа.…”

Методика Определения Удельного Сопротивления Полупроводниковых Материалов Методом Атомно-Силовой Микроскопии

“…Зачастую при переходе к технологическому процессу с более высокими проектно-топологическими нормами ранее использовавшиеся инструменты диагностики ока-зываются неприменимыми из-за достижения предела их разрешающей способности. Поэтому возникает необхо-димость в разработке более точных методов исследо-вания электрофизических свойств материалов формиру-емых наноструктур, которые обладали бы достаточно высоким пространственным разрешением, высокой сте-пенью достоверности и воспроизводимости [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11].…”

“…Данный метод приме-няется для исследования электрофизических параметров различных наноразмерных структур: графенов [1,6], уг-леродных нанотрубок [2], нитевидных нанокристаллов ZnO [3], эпитаксиальных наногетероструктур [4,5]. Од-нако при проведении исследований материалов методом АСМ ОСР возникает ряд проблем, связанных, во-пер-вых, с отсутствием методик, позволяющих определять электрические параметры исследуемых материалов из полученных результатов, во-вторых, с выбором опти-мальных режимов взаимодействия острия зонда с по-верхностью образца, в-третьих, с недостаточной изучен-ностью влияния параметров окружающей среды [12].…”

“…Зачастую при переходе к технологическому процессу с более высокими проектно-топологическими нормами ранее использовавшиеся инструменты диагностики ока-зываются неприменимыми из-за достижения предела их разрешающей способности. Поэтому возникает необхо-димость в разработке более точных методов исследо-вания электрофизических свойств материалов формиру-емых наноструктур, которые обладали бы достаточно высоким пространственным разрешением, высокой сте-пенью достоверности и воспроизводимости [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11].Атомно-силовая микроскопия в режиме отображения сопротивления растекания (АСМ ОСР) является мно-гофункциональным методом зондовой нанодиагностики, который позволяет проводить исследование распреде-ления тока по поверхности образца с одновременной визуализацией ее топологии [12]. Данный метод приме-няется для исследования электрофизических параметров различных наноразмерных структур: графенов [1,6], уг-леродных нанотрубок [2], нитевидных нанокристаллов ZnO [3], эпитаксиальных наногетероструктур [4,5].…”