カーボン Nanotubes - Accelrys からの CASTEP を使用して調査されるカーボン Nanotubes の電子特性に対する窒素の代理の不純物の効果

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カバーされるトピック

背景

カーボン Nanotubes の電子特性の最適化

カーボン Nanotubes の潜在的なアプリケーション

カーボン Nanotubes の完全な商業化への挑戦

カーボン Nanotubes の半導体の特性に対する窒素の不純物の効果の模倣

カーボン Nanotubes の添加

最適化の添加物集中

Nanotube の処理および添加

CASTEP のソフトウェアを使用する利点

背景

研究者は単一壁カーボン nanotubes の電子特性に対する窒素の代理の不純物の効果を調査するために CASTEP を模倣していた MS を使用しました。

カーボン Nanotubes の電子特性の最適化

そのような理解はカーボン nanotubes の電子特性が最適化されることを可能にします。 これは多くのナノテクノロジーおよび分子電子工学のカーボン nanotubes の使用の原因となるよりよい電子デバイスのデザインの原因となるべきです。 カーボン nanotubes はバインドされた炭素原子の長く、薄いシリンダー、人間の毛髪より薄く約 10 の 000 倍、単一である場合もありましたりまたは複数の囲みました。 それらに原子構造と nanotube (chirality) を形作るために graphene シートが包まれる方法によってもっと正確に決まる驚くべき電子および機械特性があります。 それらは半導体に金属であることから変わってもいいです。

カーボン Nanotubes の潜在的なアプリケーション

カーボン nanotubes は商用アプリケーションの多くでそれらを使用する現実的な可能性の原因となった実験進歩によって燃料を供給される熱い研究分野です: 放出ベースのフラットパネルディスプレイ、マイクロエレクトロニクス、水素の記憶装置、化学センサーのと超高感度の電気機械センサーの新しい半導体装置最も最近守備について下さい。 その結果それらはナノテクノロジーの実際アプリケーションを表します。

カーボン Nanotubes の完全な商業化への挑戦

ただし、 2 つの主要な挑戦は nanotube ベースのナノテクノロジーの完全な商業化へ障害および分子電子デバイスに残ります:

         個々の管の処理はサイズのために困難、です

         アプリケーションに適するために nanotube の特性を処理する機能は達成されなければなりません。

カーボン Nanotubes の半導体の特性に対する窒素の不純物の効果の模倣

、ミハエル Payne 教授およびチーム、 Cavendish の実験室で物理的な検討の 文字 (2003 年、 91(10)、 105502) で報告して、イギリスケンブリッジ大学は、半導体のジグザグ形の窒素の不純物をもたらす効果を調査するために CASTEP を模倣していた MS を使用し、金属肘掛け椅子は nanotubes を単一囲みました。

カーボン Nanotubes の添加

不純物を、添加してように知られているプロセスはもたらす半導体の nanotubes では電子デバイスを作るために特性を調整する主要な方法です。 添加はまた化学的に実行中の不純物のサイトを作成する方法です。

最適化の添加物集中

CASTEP を使用して、研究者は、窒素の不純物 (より少しにより 1 atom%) の低い集中で、不純物のサイトは能動態化学的にそして電子的になりますことが分りました。 さらに、チームは相互管の共有結合が互いに直面する不純物のサイトが付いている近隣の nanotubes の間で形作ることができることが分りました。

AZoNano - ナノテクノロジー。 2 つのジグザグ形の nanotubes で添加する窒素の効果。 左の画像は電荷密度、右の画像ショーをヒト属の軌道関数 (赤高密度、青最も低いの) の密度示します。 化学結合は最大回転の密度がある 2 つの炭素原子の間で形作られます (赤い)。

2 つのジグザグ形の nanotubes で添加する窒素の効果。 左の画像は電荷密度、右の画像ショーをヒト属の軌道関数 (赤高密度、青最も低いの) の密度示します。 化学結合は最大回転の密度がある 2 つの炭素原子の間で形作られます (赤い)。

Nanotube の処理および添加

これらの調査結果は適切に添加された nanotubes の間でトンネルの接続点の形成によって nanotube の処理の可能性にドアを開きます。 Nanotube の特性はまた不純物のサイトの配位子のドッキングによる選択的な functionalization によって制御できます。

CASTEP のソフトウェアを使用する利点

Payne が CASTEP 言うミハエル教授は私達が intertube の共有結合および電子状態が」。非常にゆっくり腐る隔離された不純物を調査するのに必要な数百原子のシステムを扱うことを可能にしました

「ab の initio のレベルのシステムを扱うことはまた私達が」、 Payne 追加された教授この構造の総合で助ける実験オブザーバブルを予測することを可能にしました。 「将来、私達はトンネルの接続点または高められたガスセンサーのような添加された nanotubes のアプリケーションを、調査することを望みます。 現在の量の機械模倣の最先端に」。あるこれは計算の非平衡の電子構造を必要とします、

一次著者: Accelrys

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

Last Update: 13. June 2013 04:08

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