Dielectric permittivity and AC conductivity in polycrystalline and amorphous C60



Document title: Dielectric permittivity and AC conductivity in polycrystalline and amorphous C60
Journal: Revista mexicana de física
Database: PERIÓDICA
System number: 000406620
ISSN: 0035-001X
Authors: 1
1
Institutions: 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Física y Matemáticas, México, Distrito Federal. México
Year:
Season: Dic
Volumen: 49
Number: 6
Pages: 529-536
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico
Spanish abstract La permitividad dieléctrica y la conductividad AC de muestras policristalinas y amorfas de C60 se midieron a temperaturas entre 75 y 300 K con frecuencias en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz. Para las muestras policristalinas observamos efectos debidos a la intercalación de oxigeno molecular O2 por una prolongada exposición al aire ambiente. La conductividad σ de estas muestras alrededor de 300 K, depende de la frecuencia de medición ν como σ ~ νn con n ≈ 1, implicando una fuerte reducción de la conductividad DC a menos de 10-12 S/cm. La permitividad dieléctrica en muestras policristalinas presenta una anomalía alrededor de 258 K debido a la transición de fase orden-desorden y, en el intervalo 100-200 K, se observan fenómenos de relajación dieléctrica con energía de activación de 0.237 eV. En contraste con las muestras policristalinas, las muestras C60 amorfas preparadas por sublimación no contienen O2 intersticial, su conductividad DC a 300 K es de alrededor de 10-6 S/cm, es independiente de la frecuencia y queda bien descrita por el mecanismo de hopping (ley T¼ de Davis-Mott) en el intervalo 200-300 K. Toda evidencia de transiciones de fase y/o relajación dieléctrica desaparece en las muestras amorfas
English abstract The dielectric permittivity and AC conductivity of polycrystalline and amorphous C60 samples were measured at temperatures between 75 and 300 K and frequencies in the range 100 Hz to 1 MHz. For polycrystalline s amples we observe effects caused by O2 molecular oxygen intercalation because prolonged exposure to ambient air. The conductivity σ of these samples around 300 K depends on the measuring frequency ν as σ ~ νn with n ≈ 1 implying a strong reduction of DC conductivity to less than 10-12 S/cm. Dielectric permittivity in polycrystalline samples shows an anomaly around 258 K due to its order-disorder phase transition and dielectric relaxation phenomena is observed in the range 130-200 K with an activation energy of 0.237 eV. In contrast with the polycrystalline samples, the amorphous C60 samples prepared by sublimation do not contain interstitial O2, their DC conductivity at 300 K is of about 10-6 S/cm, is independent of frequency, and is well described by the hopping mechanism (Davis-Mott T¼ law) in the 200-300 K range. All evidence of phase transitions and/or dielectric relaxation disappears in the amorphous samples
Disciplines: Física y astronomía
Keyword: Física de materia condensada,
Estado sólido,
Transporte electrónico,
Conductividad,
Semiconductores,
Permitividad dieléctrica,
Fullerenos,
Policristales,
Dieléctricos
Keyword: Physics and astronomy,
Condensed matter physics,
Solid state,
Electronic transport,
Conductivity,
Semiconductors,
Dielectric permitivity,
Fullerenes,
Polycrystals,
Dielectrics
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