We report on the use of a liquid crystalline host medium to align single-walled carbon nanotubes in an electric field using an in-plane electrode configuration. Electron microscopy reveals that the nanotubes orient in the field with a resulting increase in the DC conductivity in the field direction. Current versus voltage measurements on the composite show a nonlinear behavior, which was modelled by using single-carrier space-charge injection. The possibility of manipulating the conductivity pathways in the same sample by applying the electrical field in different (in-plane) directions has also been demonstrated. Raman spectroscopy indicates that there is an interaction between the nanotubes and the host liquid crystal molecules that goes beyond that of simple physical mixing.
References
1.
J.
Kong
, N. R.
Franklin
, C. W.
Zhou
, M. G.
Chapline
, S.
Peng
, K. J.
Cho
, and H. J.
Dai
, Science
287
, 622
(2000
).2.
A.
Modi
, N.
Koratkar
, E.
Lass
, B. Q.
Wei
, and P. M.
Ajayan
, Nature
424
, 171
(2003
).3.
I.
Hwang
, H. J.
Jung
, S. H.
Cho
, S. S.
Jo
, Y. S.
Choi
, J. H.
Sung
, J. H.
Choi
, M. H.
Jo
, and C.
Park
, Small
10
, 653
(2014
).4.
L.
Zhang
, X.
Pan
, and W.
Wang
, Nano
9
, 1450055
(2014
).5.
K.
Keren
, R. S.
Berman
, E.
Buchstab
, U.
Sivan
, and E.
Braun
, Science
302
, 1380
(2003
).6.
J.
Zhang
, Y.
Fu
, C.
Wang
, P.-C.
Chen
, Z.
Liu
, W.
Wei
, C.
Wu
, M. E.
Thompson
, and C.
Zhou
, Nano Lett.
11
, 4852
(2011
).7.
A.
Kotsialos
, M. K.
Massey
, F.
Qaiser
, D. A.
Zeze
, C.
Pearson
, and M. C.
Petty
, Int. J. Unconvent. Comput.
10
, 473
–497
(2014
).8.
J. P. F.
Lagerwall
and G.
Scalia
, Curr. Appl. Phys.
12
, 1387
(2012
).9.
G.
Scalia
, ChemPhysChem
11
, 333
(2010
).10.
W.
Lee
and C. S.
Chiu
, Opt. Lett.
26
, 521
(2001
).11.
M. D.
Lynch
and D. L.
Patrick
, Nano Lett.
2
, 1197
(2002
).12.
I.
Dierking
, G.
Scalia
, P.
Morales
, and D.
LeClere
, Adv. Mater.
16
, 865
(2004
).13.
Y.
Ji
, Y. Y.
Huang
, and E. M.
Terentjev
, Langmuir
27
, 13254
(2011
).14.
B. R.
Jian
, C. Y.
Tang
, and W.
Lee
, Carbon
49
, 910
(2011
).15.
B.
King
and B.
Panchapakesan
, Nanotechnology
25
, 175201
(2014
).16.
S.
Kumar
and H. K.
Bisoyi
, Angew Chem. Int. Ed.
46
, 1501
(2007
).17.
L. N.
Lisetski
, S. S.
Minenko
, A. V.
Zhukov
, P. P.
Shtifanyuk
, and N. I.
Lebovka
, Mol. Cryst. Liq. Cryst.
510
, 43
(2009
).18.
M.
Rahman
and W.
Lee
, Key Eng. Mater.
428–429
, 173
(2010
).19.
G.
Scalia
, M.
Haluska
, U.
Dettlaff-Weglikowska
, F.
Giesselmann
, and S.
Roth
, AIP Conf. Proc.
786
, 114
(2005
).20.
G.
Scalia
, J. P. F.
Lagerwall
, M.
Haluska
, U.
Dettlaff-Weglikowska
, F.
Giesselmann
, and S.
Roth
, Phys. Status Solidi B
243
, 3238
(2006
).21.
S.
Schymura
, M.
Kuhnast
, V.
Lutz
, S.
Jagiella
, U.
Dettlaff-Weglikowska
, S.
Roth
, F.
Giesselmann
, C.
Tschierske
, G.
Scalia
, and J.
Lagerwall
, Adv. Funct. Mater.
20
, 3350
(2010
).22.
P.
Van der Schoot
, V.
Popa-Nita
, and S.
Kralj
, J. Phys. Chem. B
112
, 4512
(2008
).23.
L.
Lu
, A.
Alagh
, and P. J.
Bos
, Proc. SPIE
8114
, 811416-1
(2011
).24.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4916080 for video recordings of LC alignment.
25.
I.
Dierking
, K.
Casson
, and R.
Hampson
, Jpn. J. Appl. Phys.
47
, 6390
(2008
).26.
G. H.
Heilmeie
and L. A.
Zanoni
, Appl. Phys. Lett.
13
, 91
(1968
).27.
E.
Sen
, N.
Kaya
, and A.
Alicilar
, J. Mol. Liq.
186
, 33
(2013
).28.
A.
Radoi
, M.
Dragoman
, and D.
Dragoman
, Appl. Phys. Lett.
99
, 093102
(2011
).29.
S. L.
Harding
, J. F.
Miller
, and E. A.
Rietman
, Int. J. Unconvent. Comput.
4
, 155
(2008
).30.
C. F.
Woellner
and J. A.
Freire
, J. Chem. Phys.
134
, 084112
(2011
).31.
C.
Cirtoaje
, E.
Petrescu
, and C.
Motoc
, Physica E
54
, 242
(2013
).32.
R.
Saito
, A.
Gruneis
, G. G.
Samsonidze
, V. W.
Brar
, G.
Dresselhaus
, M. S.
Dresselhaus
, A.
Jorio
, L. G.
Cancado
, C.
Fantini
, M. A.
Pimenta
, and A. G.
Souza
, New J. Phys.
5
, 157
(2003
).33.
M. S.
Dresselhaus
, G.
Dresselhaus
, R.
Saito
, and A.
Jorio
, Phys. Rep.
409
, 47
(2005
).34.
M. S.
Dresselhaus
, G.
Dresselhaus
, and A.
Jorio
, J. Phys. Chem. C
111
, 17887
(2007
).35.
M. S.
Dresselhaus
, G.
Dresselhaus
, R.
Saito
, and A.
Jorio
, Cont. Concept Condens.
3
, 83
(2008
).36.
R.
Saito
, M.
Hofmann
, G.
Dresselhaus
, A.
Jorio
, and M. S.
Dresselhaus
, Adv. Phys.
60
, 413
(2011
).37.
M. S.
Dresselhaus
, G.
Dresselhaus
, A.
Jorio
, A. G.
Souza
, and R.
Saito
, Carbon
40
, 2043
(2002
).38.
A. R. E.
Brás
, T.
Casimiro
, J.
Caldeira
, and A.
Aguiar-Ricardo
, J. Chem. Eng. Data
50
, 1857
(2005
).39.
S.-W.
Joo
, T. D.
Chung
, W. C.
Jang
, M.-S.
Gong
, N.
Geum
, and K.
Kim
, Langmuir
18
, 8813
(2002
).40.
E. V.
Astrova
, T. S.
Perova
, S. A.
Grudinkin
, V. A.
Tolmachev
, Y. A.
Pilyugina
, V. B.
Voronkov
, and J. K.
Vij
, Semiconductors
39
, 759
(2005
).41.
M.
Kimura
, N.
Miki
, N.
Adachi
, Y.
Tatewaki
, K.
Ohta
, and H.
Shirai
, J. Mater. Chem.
19
, 1086
(2009
).42.
B.
Beless
, H. S.
Rifai
, and D. F.
Rodrigues
, Environ. Sci. Technol.
48
, 10372
(2014
).43.
D.
Linton
, P.
Driva
, B.
Sumpter
, I.
Ivanov
, D.
Geohegan
, C.
Feigerle
, and M. D.
Dadmun
, Soft Matter
6
, 2801
(2010
).44.
J.
Lu
, S.
Nagase
, X. W.
Zhang
, D.
Wang
, M.
Ni
, Y.
Maeda
, T.
Wakahara
, T.
Nakahodo
, T.
Tsuchiya
, T.
Akasaka
, Z. X.
Gao
, D. P.
Yu
, H. Q.
Ye
, W. N.
Mei
, and Y. S.
Zhou
, J. Am. Chem. Soc.
128
, 5114
(2006
).45.
K. E.
Wise
, C.
Park
, E. J.
Siochi
, and J. S.
Harrison
, Chem. Phys. Lett.
391
, 207
(2004
).46.
A. M.
Rao
, P. C.
Eklund
, S.
Bandow
, A.
Thess
, and R. E.
Smalley
, Nature
388
, 257
(1997
).47.
N.
Bendiab
, E.
Anglaret
, J. L.
Bantignies
, A.
Zahab
, J. L.
Sauvajol
, P.
Petit
, C.
Mathis
, and S.
Lefrant
, Phys. Rev. B
64
(24
), 245424
(2001
).48.
Y.
Zhang
, S. L.
Yuan
, W. W.
Zhou
, J. J.
Xu
, and Y.
Li
, J. Nanosci. Nanotechnol.
7
, 2366
(2007
).49.
S.
Debnath
, Q. H.
Cheng
, T. G.
Hedderman
, and H. J.
Byrne
, Carbon
48
, 1489
(2010
).50.
S.
Gotovac
, H.
Honda
, Y.
Hattori
, K.
Takahashi
, H.
Kanoh
, and K.
Kaneko
, Nano Lett.
7
, 583
(2007
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.