Nanotubes de Carbone - Effet des Impuretés Substitutional d'Azote sur les Propriétés Électroniques des Nanotubes de Carbone Étudiés Utilisant CASTEP d'Accelrys

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Sujets Couverts

Mouvement Propre

régler avec précision les Propriétés Électroniques des Nanotubes de Carbone

Applications Possibles des Nanotubes de Carbone

Défis à la Pleine Commercialisation des Nanotubes de Carbone

Modélisation de l'Effet des Impuretés d'Azote sur les Propriétés Semi-conductrices des Nanotubes de Carbone

Dopage des Nanotubes de Carbone

Optimiser des Concentrations de Dopant

Manipulation et Dopage de Nanotube

Avantages d'Utiliser le Logiciel de CASTEP

Mouvement Propre

Les Chercheurs ont utilisé la MILLISECONDE Modélisant CASTEP pour étudier l'effet des impuretés substitutional d'azote sur les propriétés électroniques des nanotubes à mur unique de carbone.

régler avec précision les Propriétés Électroniques des Nanotubes de Carbone

Une Telle compréhension permettra aux propriétés électroniques des nanotubes de carbone d'être bonnes ajustées. Ceci devrait mener au design de meilleurs appareils électroniques, menant à l'utilisation des nanotubes de carbone dans beaucoup de nanotechnologies et d'électronique moléculaire. Les nanotubes de Carbone sont de longs, minces cylindres des atomes de carbone attachés, environ 10 000 fois plus minces que des cheveux, et peuvent être uniques ou multi-ont muré. Ils ont des propriétés électroniques et mécaniques remarquables qui dépendent de la structure atomique et plus avec précision de la façon de laquelle la feuille de graphene est enveloppée pour former un nanotube (chirality). Ils peuvent varier d'être métalliques à semi-conducteur.

Applications Possibles des Nanotubes de Carbone

Les nanotubes de Carbone sont un champ de recherche chaud, alimenté par les découvertes expérimentales qui ont mené aux possibilités réalistes de les utiliser dans une foule d'applications commerciales : mettez en place les affichages à panneau plat basés sur les émissions, dispositifs semi-conducteurs nouveaux dans la microélectronique, périphériques de stockage d'hydrogène, senseurs chimiques, et récemment dans des senseurs électromécaniques ultra-sensibles. En conséquence ils représentent une vraie application de nanotechnologie.

Défis à la Pleine Commercialisation des Nanotubes de Carbone

Cependant, deux défis majeurs demeurent un obstacle à la pleine commercialisation des nanotechnologies nanotube-basées et les appareils électroniques moléculaires :

         La manipulation de différents tubes est difficile dû à leur taille, et

         La capacité de manipuler des propriétés de nanotube pour adapter à l'application doit être réalisée.

Modélisation de l'Effet des Impuretés d'Azote sur les Propriétés Semi-conductrices des Nanotubes de Carbone

Enregistrant dans les Lettres Matérielles de Révision (2003, 91(10), 105502), Professeur Michael Payne et équipe au Laboratoire de Cavendish, Université de Cambridge, R-U, ont utilisé la MILLISECONDE Modélisant CASTEP pour étudier l'effet d'introduire des impuretés d'azote dans le zigzag semi-conducteur et le fauteuil métallique unique-a muré des nanotubes.

Dopage des Nanotubes de Carbone

Dans des nanotubes semi-conducteurs, introduisant des impuretés, un procédé connu sous le nom de dopant, est la méthode principale d'ajuster des propriétés pour effectuer des appareils électroniques. Le Dopage est également une voie de produire les sites chimiquement actifs d'impureté.

Optimiser des Concentrations de Dopant

Utilisant CASTEP, les chercheurs ont constaté que, aux concentrations faibles de l'impureté d'azote (moins de 1 atom%), le site d'impureté est chimiquement et électroniquement active. De plus, l'équipe a constaté qu'une liaison covalente d'inter-tube peut former entre les nanotubes voisins avec des sites d'impureté se posant.

AZoNano - Nanotechnologie. L'effet de l'azote dopant dans deux nanotubes de zigzag. L'image gauche affiche la densité de charge, les bonnes expositions d'image la densité de l'orbitale HOMO (rouge le plus à haute densité, bleu le plus faible). La liaison chimique est formée entre les deux atomes de carbone qui ont la densité maximum de rotation (rouge).

L'effet de l'azote dopant dans deux nanotubes de zigzag. L'image gauche affiche la densité de charge, les bonnes expositions d'image la densité de l'orbitale HOMO (rouge le plus à haute densité, bleu le plus faible). La liaison chimique est formée entre les deux atomes de carbone qui ont la densité maximum de rotation (rouge).

Manipulation et Dopage de Nanotube

Ces découvertes ouvrent la trappe à la possibilité de manipulation de nanotube par l'intermédiaire de la formation des jonctions de tunnel entre les nanotubes convenablement dopés. Des propriétés de Nanotube ont pu également être réglées par functionalization sélecteur par la connexion de ligand aux sites d'impureté.

Avantages d'Utiliser le Logiciel de CASTEP

Professeur Michael que Payne dit, « CASTEP nous a permis de traiter un système de plusieurs centaines d'atomes, nécessaire afin d'étudier la liaison covalente d'intertube et l'impureté d'isolement, dont la condition électronique diminue très lentement. »

« En Traitant le système au nivelez ab initio nous a également permis de prévoir les choses observables expérimentales qui aideront en synthétisant cette structure, » Professeur ajouté Payne. « À l'avenir, nous espérons étudier des applications des nanotubes dopés, tels que la jonction de tunnel ou un senseur amélioré de gaz. Ceci exigera calculer les structures électroniques de non-équilibre, qui est à l'avant-garde de la modélisation mécanique de tranche de temps actuelle. »

Auteur Primaire : Accelrys

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Date Added: Oct 6, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 04:00

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