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First principles insights into oxide/polymer composites: SrTiO_(3) /polyaniline/graphene

Journal of Materials Science & Technology 2023年第35期166卷 250-260页

作者： Nathan D.Wood Joshua S.Tse Jonathan M.Skelton David J.Cooke Lisa J.Gillie Stephen C.Parker Marco Molinari Department of Chemical Sciences School of Applied SciencesUniversity of HuddersfieldHuddersfield HD13DHUK Department of Chemistry University of ManchesterManchester M139PLUK Department of Chemistry University of BathBath BA27AYUK

A detailed computational investigation,based on density functional theory,of the interaction of polyani-line(PANI)and graphene nanoribbons(GNRs)with SrTiO_(3) is presented.The adsorption of PANI in var-ious oxidation states and co-adsorption with GNRs is found to be thermodynamically favourable.Ad-sorbed PANI introduces N and C 2p states into the SrTiO_(3) bandgap,while co-adsorption of PANI and GNRs leads to a bridging of the gap and semi-metallic behaviour,thus rendering the electrical properties highly sensitive to the loading of the GNRs/PANI in the composites.Modelling the lattice dynamics of the composites predicts a 68-88%reduction in the lattice thermal conductivity due to reduced phonon group velocities.Taken together,these findings provide insight into the growing number of experimental studies highlighting the enhanced thermoelectric performance of oxide-polymer composites and indicate co-adsorption with graphene as a facile direction for future research.

关键词： Polymer/inorganic composites polyaniline/strontium titanate/graphene nanoribbon composites PANI/GNR/SrTiO_(3)composites Thermoelectric composites Electrical transport Thermal conductivity1 Introduction

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