News image News image News image News image News image News image News image News image


Влияние полярности электрического поля на рост вертикально ориентированных углеродных нанотрубок
Новости и технологии - Технологии

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности таких систем обусловлены высоким аспектным отношением нанотрубок, благодаря которому напряженность электрического поля в окрестности наконечника нанотрубки может в сотни раз превышать соответствующую среднюю величину этого параметра в межэлектродном промежутке. Тем самым использование УНТ в качестве основы холодных полевых катодов позволяет существенно снизить величину приложенного напряжения в таких системах, что существенно расширяет область их возможного применения. Среди технических трудностей, возникающих на этом пути, следует в первую очередь упомянуть проблему создания массива вертикально ориентированных равноотстоящих УНТ одинаковой структуры. Решению этой проблемы способствует использование постоянного электрического поля, направление которого совпадает с направлением роста УНТ. Принято считать, что преимущественному росту УНТ в направлении поля способствует их поляризация. Это связано с притяжением, которое характеризует взаимодействие между дипольным моментом нанотрубки и наведенным диполем нейтральных атомов, окружающих эту поверхность в процессе роста УНТ. Однако, как следует из результатов эксперимента, выполненного в Univ. of Nebraska-Lincoln (США) [1], влияние электрического поля на ориентацию УНТ имеет более сложный характер. На это, в частности, указывает установленная авторами зависимость степени ориентации УНТ от полярности приложенного поля, которая не должна наблюдаться при чисто электростатическом взаимодействии нанотрубки и атома. УНТ выращивали на подложке Si/SiO2 методом осаждения паров с лазерным стимулированием (LCVD). В качестве электродов использовали структурированную пленку рутения толщиной 180 нм, которую напыляли на подложку с помощью фотолитографии. На Ru электроды наносили трехслойную пленку Al/Fe/Al (2.1.1 нм), которая служила катализатором. Преимущества использования электродов из рутения связаны с высокими работой выхода и температурой плавления этого металла, а также с его низкой растворимостью в железе.

Процесс роста УНТ проводили при температуре 500 ± 20оС под облучением СО2-лазера непрерывного действия в потоке С2Н2 +NH3 в отношении 1:10 при полном давлении 10 Торр. Длительность роста составляла 1.5 мин. С целью получения вертикально ориентированных УНТ на электроды подавали постоянное напряжение различной полярности. Полученные УНТ исследовали с помощью полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа, а также КР спектрометра, имеющего пространственное разрешение 2 мкм. Исследования показали, что на катоде росли вертикально ориентированные нанотрубки, в то время как УНТ, выращенные на аноде, стелились по его поверхности.

В качестве механизма вертикального выстраивания УНТ перпендикулярно поверхности катода авторы рассматривают отрицательный заряд на частицах катализатора, обусловленный различием в работах выхода электрона для УНТ и железа. Отрицательно заряженная частица катализатора, подверженная влиянию электрического поля, оказывает ориентирующее воздействие на растущую нанотрубку. В случае нанотрубки, растущей от анода, указанное воздействие имеет противоположный знак и не способствует вертикальной ориентации УНТ.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Наночастицы в сточных водах

News image

Малоугловое нейтронное рассеяние выявило зависимость дальнейшей судьбы наночастицы от наличия или отсутствия у не...

Кулоновские корреляции в двухслойном гра

News image

Большинство экспериментальных исследований электронных свойств графена выполнено на однослойных образцах “толщиной” в один атом. Между те...

Нанотехнологии на основе эффекта лотоса

News image

В середине 70-х годов прошлого века немецкими учеными-ботаниками Боннского университета Вильгельмом Бартхлоттом (WilhelmBarthlott) и Кристофом Найнуйсом (C...

Прародитель нанотраков

News image

Наш сайт уже сообщая о проекте о передвижном образовательном комплексе Nano-Truck, а также об аналогичном (н...

Наностенки из NiO

News image

Оксид никеля NiO обладает множеством перспективных применений в термоэлектрических устройствах, газовых сенсорах, электродах, электрохромных пленках, со...

Терагерцовый сканер для авиапассажиров -

News image

США и Европа все еще не оправились от шока, вызванного попыткой теракта в американском авиалайнере, вы...

Устройство, работающее от солнечной энер

News image

Устройство из нанотрубок, питаемое только лишь энергией естественного солнечного света, способно превращать смесь углекислого газа и ...

Самовоспроизводящиеся материалы

News image

В природе организмы способны к воспроизводству, но человеку пока не удавалось создать искусственный материал, который мо...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Нанотрубки научились получать в промышленных масштабах

Углеродные нанотрубки, основу для сверхпрочных материалов, можно будет получать в промышленных масштабах: благодаря изобретению американских химиков их стоимость заметно снизится. Нанотрубка – ...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

. С ноутбуком без подзарядки

Специалисты Стэнфордского университета (Stanford University), США, под руководством профессора И Куи (Yi Cui) нашли новый способ создания кремниевых анодов литий-ионных ба...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.