The author reports an experimental study of electrical and thermal transport in reduced graphene oxide (RGO)/polystyrene (PS) composites. The electrical conductivity (σ) of RGO/PS composites with different RGO concentrations at room temperature shows a percolation behavior with the percolation threshold of ∼0.25 vol. %. Their temperature-dependent electrical conductivity follows Efros-Shklovskii variable range hopping conduction in the temperature range of 30–300 K. The thermal conductivity (κ) of composites is enhanced by ∼90% as the concentration is increased from 0 to 10 vol. %. The thermal conductivity of composites approximately linearly increases with increasing temperature from 150 to 300 K. Composites with a higher concentration show a stronger temperature dependence in the thermal conductivity.

1.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
2.
D. R.
Dreyer
,
S.
Park
,
C. W.
Bielawski
, and
R. S.
Ruoff
,
Chem. Soc. Rev.
39
,
228
(
2010
).
3.
S.
Stankovich
,
D. A.
Dikin
,
R. D.
Piner
,
K. A.
Kohlhaas
,
A.
Kleinhammes
,
Y.
Jia
,
Y.
Wu
,
S. T.
Nguyen
, and
R. S.
Ruoff
,
Carbon
45
,
1558
(
2007
).
4.
R.
Verdejo
,
M. M.
Bernal
,
L. J.
Romasanta
, and
M. A.
Lopez-Manchado
,
J. Mater. Chem.
21
,
3301
(
2011
).
5.
T.
Schwamb
,
B. R.
Burg
,
N. C.
Schirmer
, and
D.
Poulikakos
,
Nanotechnology
20
,
405704
(
2009
).
6.
X.
Zhu
,
Y.
Zhu
,
S.
Murali
,
M. D.
Stoller
, and
R. S.
Ruoff
,
ACS Nano
5
,
3333
(
2011
).
7.
I. N.
Kholmanov
,
S. H.
Domingues
,
H.
Chou
,
X.
Wang
,
C.
Tan
,
J.-Y.
Kim
,
H.
Li
,
R.
Piner
,
A. J. G.
Zarbin
, and
R. S.
Ruoff
,
ACS Nano
7
,
1811
(
2013
).
8.
B.
Chitara
,
L. S.
Panchakarla
,
S. B.
Krupanidhi
, and
C. N. R.
Rao
,
Adv. Mater.
23
,
5419
(
2011
).
9.
N.
Han
,
T. V.
Cuong
,
M.
Han
,
B. D.
Ryu
,
S.
Chandramohan
,
J. B.
Park
,
J. H.
Kang
,
Y.-J.
Park
,
K. B.
Ko
,
H. Y.
Kim
,
H. K.
Kim
,
J. H.
Ryu
,
Y. S.
Katharria
,
C.-J.
Choi
, and
C.-H.
Hong
,
Nat. Commun.
4
,
1452
(
2013
).
10.
D. D. L.
Chung
,
Polym. Polym. Compos.
8
,
219
(
2000
).
11.
J. P.
Gwinn
and
R. L.
Webb
,
Microelectron. J.
34
,
215
(
2003
).
12.
J. K.
Lee
,
K. B.
Smith
,
C. M.
Hayner
, and
H. H.
Kung
,
Chem. Commun.
46
,
2025
(
2010
).
13.
S.
Stankovich
,
D. A.
Dikin
,
G. H. B.
Dommett
,
K. M.
Kohlhaas
,
E. J.
Zimney
,
E. A.
Stach
,
R. D.
Piner
,
S. T.
Nguyen
, and
R. S.
Ruoff
,
Nature
442
,
282
(
2006
).
14.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
61
,
802
(
1990
).
15.
J.
Hu
,
W.
Park
,
X.
Ruan
, and
Y. P.
Chen
,
Thermal Conductivity Measurement of Graphene Composite
(Mater. Res. Soc. Symp. Proc.,
2013
), Vol.
1456
.
16.
D.
Yang
,
A.
Velamakanni
,
G.
Bozoklu
,
S.
Park
,
M.
Stoller
,
R. D.
Piner
,
S.
Stankovich
,
I.
Jung
,
D. A.
Field
,
C. A.
Ventrice
, Jr.
, and
R. S.
Ruoff
,
Carbon
47
,
145
(
2009
).
17.
S. H.
Huh
, “
Thermal reduction of graphene oxide
,” in
Physics and Applications of Graphene—Experiments
, edited by
S.
Mikhailov
(
InTech
,
New York
,
2011
).
18.
D. S.
McLachlan
,
C.
Chiteme
,
C.
Park
,
K. E.
Wise
,
S. E.
Lowther
,
P. T.
Lillehei
,
E. J.
Siochi
, and
J. S.
Harrison
,
J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys.
43
,
3273
(
2005
).
19.
D.
Joung
and
S. I.
Khondaker
,
Phys. Rev. B
86
,
235423
(
2012
).
20.
B. I.
Shklovskii
and
A. L.
Efros
,
Electronic properties of doped semiconductors
(
Springer
,
Heidelberg
,
1984
).
21.
N. F.
Mott
and
E. A.
Davis
,
Electronic Process in Non-Crystalline Materials
(
Clarendon Press
,
Oxford
,
1979
).
22.
C.
Gómez-Navarro
,
R. T.
Weitz
,
A. M.
Bittner
,
M.
Scolari
,
A.
Mews
,
M.
Burghard
, and
K.
Kern
,
Nano Lett.
7
,
3499
(
2007
).
23.
G.
Eda
,
C.
Mattevi
,
H.
Yamaguchi
,
H.
Kim
, and
M.
Chhowalla
,
J. Phys. Chem. C
113
,
15768
(
2009
).
24.
A. B.
Kaiser
,
C.
Gómez-Navarro
,
R. S.
Sundaram
,
M.
Burghard
, and
K.
Kern
,
Nano Lett.
9
,
1787
(
2009
).
25.
C.
Chuang
,
R. K.
Puddy
,
H.-D.
Lin
,
S.-T.
Lo
,
T.-M.
Chen
,
C. G.
Smith
, and
C.-T.
Liang
,
Solid State Commun.
152
,
905
(
2012
).
26.
J.
Zhu
,
X.
Zhang
,
N.
Haldolaarachchige
,
Q.
Wang
,
Z.
Luo
,
J.
Ryu
,
D. P.
Young
,
S.
Wei
, and
Z.
Guo
,
J. Mater. Chem.
22
,
4996
(
2012
).
27.
C.
Ramirez
,
F. M.
Figueiredo
,
P.
Miranzo
,
P.
Poza
, and
M. I.
Osendi
,
Carbon
50
,
3607
(
2012
).
28.
H.
Tu
and
L.
Ye
,
Polym. Adv. Technol.
20
,
21
(
2009
).
29.
M. B.
Jakubinek
,
M. A.
White
,
M.
Mu
, and
K. I.
Winey
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
083105
(
2010
).
30.
A.
Yu
,
P.
Ramesh
,
M. E.
Itkis
,
E.
Bekyarova
, and
R. C.
Haddon
,
J. Phys. Chem. C
111
,
7565
(
2007
).
31.
K. M. F.
Shahil
and
A. A.
Balandin
,
Nano Lett.
12
,
861
(
2012
).
32.
C. Y.
Ho
,
R. W.
Powell
, and
P. E.
Liley
,
J. Phys. Chem. Ref. Data
1
,
279
(
1972
).
33.
E.
Pop
,
V.
Varshney
, and
A. K.
Roy
,
Mater. Res. Soc. Bull.
37
,
1273
(
2012
).
34.
S.
Some
,
Y.
Kim
,
Y.
Yoon
,
H.
Yoo
,
S.
Lee
,
Y.
Park
, and
H.
Lee
,
Sci. Rep.
3
,
1929
(
2013
).
You do not currently have access to this content.