Estudo das propriedades de filmes produzidos com mistura a de PEDOT:PSS e MoS2 bidimensional

Abstract

Resumo: Nanocompósitos são formados por um ou mais materiais diferentes com o intuito de melhorar algumas de suas propriedades, sejam elas mecânicas, morfológicas ou elétricas. Neste trabalho, um nanocompósito formado a partir de duas soluções aquosas comerciais diferentes, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) e dissulfeto de molibdênio bidimensional (2D-MoS2), foi investigado por meio de técnicas de caracterização morfológica, óptica e elétrica. Foram criadas várias amostras de nanocompósito variando a concentração em volume dos materiais. Os nanocompósitos preparados em solução aquosa foram depositados em substratos de FTO(óxido de estanho dopado com flúor) e vidro, formando filmes finos. As amostras obtidas foram então analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Através de espectroscopia UV-vis resultados de transmitância foram obtidos, mostrando um aumento da transmitância do nanocompósito se comparado com o PEDOT:PSS puro. Medidas de condutividade elétrica foram realizadas, apresentando um aumento de até duas ordens de grandeza na condutividade em comparação com o PEDOT:PSS puro. Através de medidas de condutividade em baixa temperatura e utilizando do modelo teórico de Mott-VRH, foi verificado o meio de condução elétrica dos filmes, sendo o PEDOT o principal responsável pelo transporte de carga, mesmo estando em menor quantidade em massa no nanocompósito

Abstract: Nanocomposites are formed by one or more different materials with the aim of improving some of their properties, whether mechanical, morphological, or electrical. In this work, a nanocomposite made from two different commercial aqueous solutions, Poly(3,4- ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) and two-dimensional molybdenum disulfide (2D-MoS2), was investigated through morphological, optical, and electrical characterization techniques. Several nanocomposite samples were created by varying the volume concentration of the materials. The nanocomposites prepared in aqueous solution were deposited onto FTO (fluorine-doped tin oxide) and glass substrates, forming thin films. The samples were then analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Transmittance results were obtained through UV-vis spectroscopy, showing an increase in transmittance for the nanocomposite compared to pure PEDOT:PSS. Electrical conductivity measurements were carried out, showing an increase of up to two orders of magnitude in conductivity compared to pure PEDOT:PSS. Through low-temperature conductivity measurements and the use of the theoretical Mott-VRH model, the electrical conduction mechanism of the films was verified, with PEDOT being the main contributor to charge transport, even though it was present in smaller mass quantities in the nanocomposite