There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam
OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0123

Selectie van Toepassing-Specifieke Enige en Multi Ommuurde Koolstof Nanotubes door Karakterisering In Situ van de Eigenschappen van de Geleidende en Emissie van het Gebied

IT DESYGN - Speciale Uitgave

Ontwerp, Synthese en de Groei van Nanotubes voor Industriële Technologie

Jana Andzane, Joseph M. Tobin, Zhonglai Li, Juris Prikulis, Teken Baxendale, Håkan Olin, Justin D. Holmes en Donats Erts

Copyright AZoM.com PTY Ltd.

Dit is een Azo Open die artikel van de Beloningen van de Toegang van het Systeem (azo-Roeispanen) in het kader van de termijnen van de azo-Roeispanen http://www.azonano.com/oars.asp wordt verspreid dat onbeperkt gebruik toelaat op voorwaarde dat het originele werk behoorlijk wordt aangehaald maar beperkt tot niet-commerciële distributie en reproductie is.

Voorgelegd: 6th November 2007

Gepost: 16th November 2007

DOI: 10.2240/azojono0123

Besproken Onderwerpen

Samenvatting

Achtergrond

Methodes en Materialen

SWCNTs Nanotubes

Het Type MWCNTs van Buis

Het Type MWCNT van Bamboe

SCF Gekweekte Nanotubes

Resultaten en Bespreking

De Eigenschappen van de Emissie van het Gebied

Elektro Karakterisering die een Methode van Twee Sonde Gebruiken

De Kwaliteit van Nanotube

Conclusies

Erkenning

Verwijzingen

De Details van het Contact

Samenvatting

De eigenschappen van de geleidende en gebiedsemissie van individuele enige en multi-ommuurde die koolstof nanotubes, door chemische damp en overkritische vloeibare depositotechnieken worden gekweekt, zijn beoordeeld gebruikend een transmissieelektron microscoop-aftastende het een tunnel graven microscoop (tem-STM) techniek in situ. De geleidingsvermogen en gebiedsemissiemetingen werden verkregen uit van het nanotube-elektrodenafstand en contact observaties. De Experimentele onderzochte kenmerken van de gebiedsemissie voor al koolstof nanotubes goed gepast aan de vergelijking fowler-Nordheim toen de verschillende het werkfuncties werden toegepast. De Verschillen in gebiedsemissie en de geleidende eigenschappen worden geanalyseerd en betrekking gehad op de structuur van de koolstof nanotubes. De hier voorgestelde methode is geschikt voor selectie in situ van CNT met gewenste eigenschappen voor bijzondere elektronische toepassingen.

Achtergrond

De Koolstof nanotubes (CNTs) is aantrekkelijke materialen met een brede waaier van potentiële toepassingen. CNT baseerde diverse elektronische apparaten, zoals transistors [1-5], logische kringen [6] nanoelectromechanical apparaten, [7-9] de sensoren [10.11] is aangetoond. In 1995 werd de gebiedsemissie van CNTs gemeld [12.13] en nanotubes wordt veelbelovende kandidaten als zenders van een gebiedselektron. [14-17]. De hoge aspectverhouding (lengte aan diameter) van CNTs resulteert in een hoge factor van de gebiedsverhoging, voordelig aan gebiedsemissie.

Deze toepassingen eisen een ongebruikelijke combinatie materiële eigenschappen, zoals structurele starheid, elektrisch geleidingsvermogen en kleine die dichtheid, slechts door CNTs wordt bezeten. De Elektronische apparaten zouden hoge die temperaturen ook moeten weerstaan door het verwarmen van Joule en spanningen met grote trekspanning worden veroorzaakt apparatenmislukking te vermijden.

Aangezien nanotubes door verschillende methodes met diverse structuren kan zijn gegroeid, is de selectie van een aangewezen type van CNT voor een selectieve toepassing een opwindende taak. CNTs kan door diverse methodes zoals booglossing, laserablatie, chemische dampdeposito, (CVD) overkritische vloeistof (SCF) en anderen [18-20] met CVD worden voorbereid de wijdst gebruikte methode van productie.

Voor een groot aantal toepassingen, zoals gebiedsemissie, zijn de onderzoeken meestal uitgevoerd op films CNT of series. De Directe vergelijkingsmetingen op individuele nanotubes zijn meer informatief dan gemiddelde karakterisering op series of grote hoeveelheden van CNTs.

De emissie van het Gebied en de geleidende eigenschappen evenals degradatie en mislukkings de parameters van individuele nanotubes zijn onderzocht door een aantal groepen (zie, bijvoorbeeld, [21-24]. Nochtans, aan het beste van onze kennis, heeft er nog die een studie te zijn op verschillende die nanotubes wordt uitgevoerd in de identieke experimentele omstandigheden wordt onderzocht. De Afzonderlijke feiten zijn nu verkrijgbaar op het leven, de degradatie en de mislukking van individuele nanotubezenders [21.23.24] evenals op de geleidende eigenschappen, het elektroanalysemechanisme en de parameters van individuele nanotubes tijdens twee-punt karakterisering [22], maar het is vaak problematisch om eigenschappen van verschillende nanotubes te vergelijken toe te schrijven aan experimentele voorwaarden die niet het zelfde zijn.

In dit document melden wij een systematische studie van de eigenschappen van de geleidende en gebiedsemissie voor enig-ommuurd die, met inbegrip van bamboe-gestructureerde koolstof nanotubes (BCNTs) wordt multi-ommuurd en enig-ommuurde die CNT met de molecules van C60 wordt gevuld. Alle structuren werden onderzocht in de identieke omstandigheden en werden vergeleken. Onlangs ontwikkelde technieken in situ [25-29] waarin de de contactplaats en vorm kunnen worden aangepast en waargenomen tijdens metingen in onze experimenten werd gebruikt. Nanotubes werden voorbereid door chemische dampdeposito (CVD) en de overkritische vloeibare methodes (van SCF).

Methodes en Materialen

Een aftasten een tunnel gravende die microscoop, in een steekproefhouder wordt gebouwd van een transmissieelektronenmicroscoop (tem-STM) [29.30] werd, gebruikt om nanotubes te manipuleren en te sonderen zoals die in figuur 1 wordt geïllustreerd. Nanotubes werden geplakt op een gouden uiteinde elektrisch gebruikend geleidende zelfklevende CW2400, waardoor elektrocontact werd opgenomen; het tweede uiteinde werd gebruikt als tegenelektrode en kon direct in TEM worden waargenomen.

Figuur 1. Schema's van de metingsopstelling binnen de Elektronenmicroscoop van de Transmissie

De Experimenten werden in Philips tem-301 microscoop uitgevoerd die die bij 80 kV werken, met een Scherpe Mening II camera CCD voor beeldaanwinst wordt uitgerust. Het Vacuüm in de steekproefkamer was Pa ongeveer-3 10. De bias voltage en steekproefstroom werd gecontroleerd door een bronmeter (Keithley 6430).

De koolstof werd nanotubes geproduceerd door de techniek CVD en SCF. De lengten van nanotubes waren tussen 600 NM en 8 µm, en radiuses waren tussen 7 en 50 NM. De Niet gezuiverde multi-ommuurde koolstof nanotubes van Aldrich werd gemeten voor verwijzing.

De CVD gekweekte muur en multiwall CNTs werden samengesteld op MgO gesteunde (bamboetype nanotubes) katalysators Co/Mo (buistype nanotubes) CNTs en Pd/Mo. MgO werd voorbereid door de decompositie CO van2 van Mg (OH2)3 bij 450 ºC voor 6 u [31].

SWCNTs Nanotubes

Werden de oplossingen in water van Co (NO3)2 .6H02 en (NH4) MoO.HO6242 voorbereid en werden gemengd met de MgO steun met een Co: Mo maaldieverhouding van 3:2 door in een oven te drogen bij 80C wordt gevolgdo. Het droge voorloperpoeder werd toen gecalcineerd bij 550 ºC. 0.3 g van de katalysator werden geplaatst in een kwartsbuis en verwarmd aan 800 ºC in een verminderende atmosfeer van H/Ar2 aan een stroomtarief van 300 ml min-1 voor werden 30 min. Methaan toen gevoed in de buis aan een stroomtarief van 50 ml min.-1 De de groeiperiode voor vorming SWNT werd geplaatst bij 60 min, waarna werd de oven gekoeld aan kamertemperatuur. Om zuiver materiaal te bereiken SWNT, werd het zoals-voorbereide materiaal behandeld met 6 M HNO3 en werd gewassen door water om de katalysator te verwijderen.

Het Type MWCNTs van Buis

Werden de oplossingen in water van Co (NO3)2 .6H02 en (NH4) MoO.HO6242 voorbereid en werden gemengd met de MgO steun met een Co: Mo gewichtsverhouding van 3:4 door in een oven te drogen die bij 80C wordt gevolgdo. Het droge voorloperpoeder werd toen gecalcineerd bij 550 ºC. 0.3 g van de katalysator werden geplaatst in een kwartsbuis en verwarmd aan 800 ºC in een verminderende atmosfeer van H/Ar2 aan een stroomtarief van 300 ml min-1 voor werden 30 min. Methaan toen gevoed in de buis aan een stroomtarief van 200 ml min-1 met een H/Ar2 stroomtarief van 100 ml min.-1 De de groeiperiode voor vorming MWNT werd geplaatst bij 60 min, waarna werd de oven gekoeld aan kamertemperatuur. Om zuiver materiaal te bereiken MWNT, werd het zoals-voorbereide materiaal behandeld met 6 M HNO3 en werd gewassen door water om de katalysator te verwijderen.

Het Type MWCNT van Bamboe

Een oplossing in water van Pd (NO die3)2 .xHO2 en (NH4) werd MoO.HO6242 gemengd met de MgO steun, door sonication en voor 30 min wordt gevolgd te drogen. Het droge voorloperpoeder werd gesinterd bij 500 ºC want 6 u 0.3 g van de katalysator in een kwartsbuis werden geplaatst en verwarmd aan 900 ºC in een verminderende atmosfeer van H/Ar2 aan een stroomtarief van 300 ml min-1 voor 30 min. Methaan toen in de buis aan een stroomtarief van 100 ml min. werden gevoed.-1 De de groeiperiode voor vorming BCNTs werd geplaatst bij 30 min, waarna werd de oven gekoeld aan kamertemperatuur. Om zuiver materiaal te bereiken BCNTs, werd het zoals-voorbereide materiaal behandeld met 6 M HNO3 en werd gewassen door water om de katalysator te verwijderen.

SCF Gekweekte Nanotubes

Gekweekte SCF werd nanotubes voorbereid op MgO steunde 3 wt.% Co en 4 wt.% Mo katalysator [20]. In een typisch SCF depositoexperiment, werden 0.5 g van Co/MgO de katalysator geplaatst in een hoge drukreactor (Inconel onverwacht-tite-Onverwachte 625 GR2-, Inc.), en werden verminderd gebruikend H/Ar2 (V/V=20/180 ml min-1) bij 750 °C voor 30 van min.- CO aangezien de koolstofbron eerst aan een reservoir van het 450 mlroestvrij staal bij 40 °C in een temperatuur gecontroleerd water - bad werd toegevoegd. Een stroom door systeem werd gevestigd door de inham en afzetkleppen van het koolstof bronreservoir, dat een zuiger omvatte, met een pomp van de 260 mlISCO spuit (Lincoln, NE) en het reactie respectievelijk schip te verbinden. Een tegendrukregelgever handhaafde het systeem bij constante druk en controleerde het stroomtarief van CO door het systeem. De reactietijd werd geplaatst aan 60 min. Nadat de reactor aan kamertemperatuur werd afgekoeld, werd het koolstof/katalysatorpoeder behandeld met 6M HNO3.

Resultaten en Bespreking

De Eigenschappen van de Emissie van het Gebied

Voor de experimenten van de gebiedsemissie werd een hoog elektrisch potentieel (tot 250 V) toegepast tussen CNT en de tegenelektrode. De opstelling tem-SPM staat nauwkeurige controle en meting van de positie van CNT met betrekking tot de anode en andere omringende voorwerpen (fig. 2a) toe. Het lokale gebied was het geschatte gebruiken [21], waar het toegepaste potentieel, is de interelektrodeafstand, is de factor van de gebiedsverhoging is. De geometrische factor γ van de gebiedsverhoging voor nanotubes werd bepaald door hun lengte L en straal als γ = (0.87L/r + 4.5) [32.33]. In ons geval dat, overschrijdt de factor van de gebiedsverhoging 100 voor de meesten van nanotubes behalve CVD gekweekte buis zoals MWNTs wordt onderzocht waarvoor γ=20 (lijst 1).

Stel 2b voor en dien 1 in tonen vergelijking van de stromen van de gebiedsemissie als functie van lokaal gebied voor alle onderzochte types van koolstof nanotubes.

Figuur 2. a) beeld TEM van een CVD gekweekte multiwall koolstof nanotube tijdens de metingen van de gebiedsemissie; B) huidige afhankelijkheid van lokaal gebied voor verschillende soorten CNT. De Stevige lijnen zijn passend met berekend theorie fowler-Nordheim die het werkfunctie 8.1 gebruiken eV voor bamboe zoals nanotubes en voor anderen - eV 5.1.

Typisch, plaatst de gebiedsemissie voor MWCNT op katalysator Co/Mo wordt gekweekt binnen bij lokale gebieden van 1.5 - 4.1 V/nm (lijst 1) en verzadigt bij lokale gebieden van 3.0 - 4.6 V/nm, wat met de literatuurgegevens voor multi-ommuurde koolstof nanotubes [21 die] vergelijkbaar is. Onze gegevens voor CVD gekweekte die SWNTs niet met de molecules van C worden gevuld en60 worden gevuld tonen aan dat de gebiedsemissie bij bijna identieke voltages aan die waargenomen voor MWNTs begint. Commercieel gekweekt die CVD nanotubes (van Aldrich) en MWCNTs door de nieuwe overkritische vloeibare van de het depositomethode (van SCF) wordt gekweekt van het het tentoongestelde voorwerp bijna identieke gebied de emissiekenmerken aan die gekweekt door de methode van CVD op een katalysator Co/Mo (fig. 2b). De emissie van het Gebied en de geleidende kenmerken van CNTs worden beïnvloed door de graad van omzetting tot grafiet [34]. Volgens onze bevindingen, is de situatie ingewikkelder. Het spectrum van Raman voor CVD gekweekte gekweekte SWCNTs en SCF nanotubes (Figuur 3) toont verschil in de verhoudingen van de de bandhoogte van G en van D. G en van D de banden beantwoorden aan SP2 (geleidende structuren) en SP die3 (niet geleidende structuren) in CNTs plakken. Hoewel G/D de bandverhouding en de voortvloeiende hogere die graad van omzetting tot grafiet voor CNTs waargenomen worden op katalysator Co/Mo wordt gekweekt, nemen wij geen opmerkelijke diffrences in de eigenschappen van de gebiedsemissie van gekweekt CVD en SCF waar nanotubes. G/D de verhouding voor bamboe zoals structuren is nog hoger dan voor CVD gekweekte SWCNTs, echter, gebiedsemissie voor bamboe gevormde die MWCNTs op MgO gesteunde katalysator Pd/Mo door de de methodereeksen van CVD - omhoog bij veel hogere lokale gebieden wordt gekweekt 7-8 V/nm (cijfer 2b).

Figuur 3. De spectrums van Raman van CVD-Gekweekte enige die muur CNTs door methaandecompositie bij 800C, en SCF-Gekweekte multiwall CNTs door de wanverhouding van CO bij 750C wordt voorbereid.

De afhankelijkheid van stroom van lokaal die gebied voor onderzocht allen wordt verkregen nanotubes paste goed aan het model fowler-Nordheim (zie, Stel 2b stevige lijnen voor), dat verklaart dat huidig (i) per zender met het lokale gebied bij de oppervlakte van de zender (a) [36.37] varieert:

(1)

waar Φ de het werkfunctie is, is V het toegepaste voltage; en D is de interelektrodeafstand.

Voor alle nanotubes, behalve BCNTs, pasten de kenmerken van de gebiedsemissie aan het model fowler-Nordheim toen een waarde voor de het werkfunctie van grafieteV 5.1 [5] werd gebruikt. Het eigenaardige lokale gebied nodig voor emissie van BCNTs vereiste dat een waarde van de het werkfunctie van eV 8.1 werd gebruikt. De verbindingen in deze BCNTs zullen waarschijnlijk de efficiënte verhouding beïnvloeden L/r, die de factor van de gebiedsverhoging bepaalt, die de gebieden van de emissiedrempel groter maken.

De gemiddelde stromen van de gebiedsemissie werden bepaald bij verzadiging (zie lijst 1) en werden gevarieerd van Na 10 aan Na 500 voor CVD gekweekte buis zoals MWCNTs, van Na 100 aan 1.5 µA voor BCNTs, en van Na 150 aan 2 µA voor SCF gekweekte MWCNTs. In De Handel Verkrijgbare (Aldrich) MWCNTs de emissiestromen van het tentoongesteld voorwerp hogere gebied - tot 10 μA. Eerder gemelde waarden voor de verzadigingsstromen van de gebiedsemissie voor gekweekt die CVD wordt gevarieerd nanotubes in een zeer groot interval van Na 2 aan 9 µA [19]. De stromen van de de emissieverzadiging van het Gebied voor CVD gekweekte SWCNTs varieerden van Na 100 aan 5 µA voor leeg en tot 10 µA voor C60 vulden SWCNTs. Tijdens de karakterisering van de gebiedsemissie van individuele nanotubes schommelden de stromen van de gebiedsemissie bij verzadiging op tijd voor ongeveer 50% van gemiddelde waarden, gelijkaardig aan eerder gemeld die [38].

Lijst 1. De emissiekenmerken van het Gebied van CNTs bij verschillende voorwaarden worden gekweekt die.

Bezit

MWCNT

buis-als

SWCNT

SWCNT met C60 wordt gevuld die

MWCNT

Aldrich

MWCNT

SCF

MWCNT

bamboe-als

Van de Start Emissie lokaal gebied, V/nm

1.5-4.1

3.0-4.9

3.5- .4

4.5-5.5

2.5-4.5

8-10

De emissiestroom van het Gebied, μA

0.01-0.5

0.1 - 5.0

0.1 - 10.0

5 - 15

0.15 - 2.0

0.1 - 1.5

Brekende stroom, μA

0.1-1.0

0.15-10.0

2.5-10.0

10-0 25

0.45-3.5

0.45-2.0

Brekend lokaal gebied, V/nm

3.0 - 6.0

4.0 - 6.0

4.0 - 9.0

6.0 - 8.0

3.5 - 8.0

9.0 - 12.0

Brekende plaats

in contact

in contact

geleidelijke vernietiging

geleidelijke vernietiging

in contact

in contact, geleidelijke vernietiging

De verhogingsfactor van het Gebied

20±5

110±30

90±10

105±15

135±30

150±30

Bij hoge lokale gebieden werd de mislukking van nanotubes waargenomen (Fig. 4, lijst 1). Stromen van de Mislukking waren ongeveer 2 keer hoger dan verzadigingsstromen. Worden de lokale gebieden van de Mislukking voorgesteld in lijst 1 en van 3-4.6 V/nm voor buis-als MWCNTs en tot 12 V/nm voor bamboe-als MWCNTs gevarieerd. Waarden van de Literatuur van het breken van lokale die gebieden voor CVD nanotubes van verschillende groepen wordt gekweekt varieerden in het interval van 3 tot 10 V/nm [19.21].

De Brekende lokale gebieden voor SWCNTs waren vergelijkbaar met MWCNTs (tot 6 V/nm), terwijl c-Gevulde60 SWNTs een hogere stabiliteit met het breken van lokale gebieden tot 9 V/nm tentoonstelde. Een geleidelijke degradatie van c-Gevulde60 SWNTS en de zenders BCNTs bij hoog toegepaste voltages (200-250V) werden waargenomen zoals aangetoond in figuur 4 (zie ook lijst 1.) terwijl alle andere nanotubes bij het zwakke contact tussen CNT en het gouden uiteinde ontbraken; in dit geval verwijdert CNT volledig uit het gouden uiteinde wanneer de emissiestroom niet zeer hoog is.

Figuur 4. Een geleidelijke vernietiging van een enig-ommuurde die CNT met de moleculesbundel60 van C bij constant toegepast voltage (200 V) wordt gevuld. De tijd tussen beelden is 10 s.

Elektro Karakterisering die een Methode van Twee Sonde Gebruiken

om het elektrische geleidingsvermogen van individuele CNTs te meten, werd nanotube gebracht in direct contact met een tegenelektrode zoals aangetoond in cijfer 5a. I die (V) worden de kenmerken allerhande van CNTs in dit document worden gericht getoond in Cijfer 5c.

Lijst 2. Geleidende en brekende kenmerken van CVD-Gekweekte CNTs

Bezit

SWCNT

SWCNT met C60 wordt gevuld die

MWCNT
buis als

MWCNT
bamboe als

MWCNT
SCF

MWCNT
Aldrich

Brekend voltage, V

4.5 - 6.0

5.0 - 11.0

4.0 - 4.5

≥25

0.7 - 8.0

0.7 - 5.0

Brekende stroom, μA

12 - 19

7 - 80

10 - 18

≥0.3

0.0003- 0.01

0.0005 - 0.005

Brekende plaats

dichtbij het contact

dichtbij het midden

dichtbij het midden

dichtbij het midden

dichtbij het midden

dichtbij het midden, dichtbij het contact

Dienovereenkomstig kunnen de weerstanden voor alle nanotubes in twee groepen worden verdeeld. De weerstand van de eerste groep (buis-als MWCNTs en SWCNTs) nanotubes varieerde in het interval van 250 kΩ - 1MΩ, die voor twee-sonde karakterisering van CVD gekweekte CNTs [19] typisch is. De weerstand in deze groep vermindert in de orde van CVD gekweekte buis zoals MWCNTs, leeg en gevuld met C60 SWCNTs (Cijfer 5c). C-Gevulde60 SWNTS stelde lagere weerstand in vergelijking met ongevulde SWNTS tentoon. Voor CVD gekweekte BCNTs, commerciële MWCNTs en SCF gekweekte MWNTs, was de gemeten weerstand hoger door 3 grootteordes in vergelijking met gegevens voor eerste groep hierboven gemelde nanotubes. De Reden voor dergelijke verschillen voor SCF en commerciële nanotubes kan een lagere die graad van omzetting tot grafiet in vergelijking met nanotubes zijn op katalysator C0/Mo wordt gekweekt. Zoals aangetoond in spectrums Raman (Figuur 3), stelt SCF nanotubes lagere die graad van omzetting tot grafiet in vergelijking met nanotubes tentoon op katalysator Co/Mo door de methode van CVD wordt gekweekt. Ons advies is dat gekweekte commercieel en SCF nanotubes fragmentarische buitenshells met een hoogte - dichtheid van tekorten heeft. In het geval van een twee-punt karakterisering, contacteert de tegenelektrode direct aan gebrekkige buitenshells in plaats van huidig-draagt minder gebrekkige binnenshells. Om elektronenvervoer door binnenshells te verstrekken, wordt een hoger voltage vereist. Zoals eerder gerapporteerd, zijn de buitenlagen van koolstof nanotubes dominant in elektronenvervoer en bepalen daarom het geleidingsvermogen van nanotubes [22]. De Misschien binnenlagen nemen aan de significante verschillen van de gebiedsemissie daarom in gebiedsemissie deel tussen CVD en gekweekte SCF werd nanotubes niet waargenomen (Cijfer 2b) in vergelijking met het verschil in weerstanden (Cijfer 5c). Het is mogelijk dat de verbindingen huidig in bamboe zoals structuren gelijk het geleidingsvermogen in de buiten en binnenmuren van CNTs verminderen. Dit bezit kan de weerstand van gebiedsemissie en geleidingsvermogen verhogen.

De Kwaliteit van Nanotube

Om de kwaliteit van nanotubes te kenmerken, werden de mislukkingsstromen en de voltages bepaald (zie lijst 2). De de mislukkingsstromen van Nanotube waren tot 20 µA voor CVD-Gekweekte SWNTs en MWNTs en tot 80 µA voor c-Gevulde60 SWNTs. Voltages van de Mislukking waren tot 5 V voor SWNTs en tot 10 V voor c-Gevulde60 SWNTs (zie lijst 2). Het type CNTs van Bamboe is stabiel zelfs bij 25 V wat betekent dat deze nanotubes in hoge elektrisch veld toepassingen kunnen worden gebruikt. De Figuur 5b toont aan dat nanotube dichtbij zijn midden wordt onderbroken, dat voor allerlei nanotubes is waargenomen. Dit resultaat stelt voor dat de buizen resistively werden verwarmd en dat de temperatuur plaatselijk hoog genoeg wordt om de grafietmuur te laten verdampen; derhalve wordt de plaats van schade door te verwarmen van Joule niet bepaald door de aanwezigheid van tekorten in CNT. Derhalve heeft de plaats van de tekorten geen effect op het breekpunt van CNT onder observatie. In andere werken [19.21] nanotube werden de mislukkingen gevonden dichtbij het midden en in de contactgebieden.

Figuur 5. a) MWCNT door de methode van CVD en B wordt gekweekt die) nanotube tijdens twee-sonde metingen breken die; c) vergelijking de krommen tussen van I (V) van verschillende soorten CNTs: 1 die - singlewall CNTs met molecules van C60 , 2 wordt gevuld - lege die singlewall CNTs, 3 - multiwall CNTs op Co/Mo katalysator, 4 wordt gekweekt - Aldrich in de handel verkrijgbare die multiwall CNTs, 5 - multiwall CNTs op Pd/Mo katalysator, 6 wordt gekweekt - multiwall CNTs door overkritische vloeibare methode wordt gekweekt.

Conclusies

De gebiedsemissie en de geleidende eigenschappen van verscheidenheden van SWNTs en MWNTs werden bestudeerd in de identieke omstandigheden binnen een transmissieelektronenmicroscoop. De de emissieeigenschappen van het Geleidingsvermogen en van het gebied waren nanotube afhankelijke structuur. Verschillen in eigenschappen, hetzij geleidende of gebiedsemissie, van de structuur van de buitenlagen wordt afgehangen, de aanwezigheid van verbindingen in bamboetype nanotubes en of nanotubes met de molecules die van C60 waren gevuld. Nanotubes met de molecules van C60 wordt gevuld toont de betere geleidende en eigenschappen die van de gebiedsemissie. Structuren van het Bamboe stelden de slechtere eigenschappen van de gebiedsemissie in vergelijking met de andere structuren CNT tentoon; nochtans, waren deze nanotubes stabieler bij hogere elektrogebieden. Wij stellen voor dat de kwaliteit van de buitenlagen nanotubes het geleidingsvermogen van nanotubes door 3 grootteordes kan verminderen, zonder de eigenschappen van de gebiedsemissie beduidend te beïnvloeden. Gevuld enig-ommuurd en het bamboe zoals multiwallkoolstof nanotubes stelt hogere brekende gebieden in vergelijking met lege enig en buis zoals multiwallkoolstof nanotubes tentoon. Tijdens twee-sonde metingen kwam de mislukking van nanotubes bij hoge elektrische gebieden bij of dichtbij het nanotubemidden voor. Deze resultaten stellen voor dat de brekende plaats niet door de plaats van tekorten binnen nanotubes maar door te verwarmen van Joule wordt bepaald. Ook, werd de geleidelijke vernietiging van nanotubes tijdens gebiedsemissie waargenomen voor het C60 gevulde type MWNTs van SWNTs en van het bamboe. Deze die experimenten toonden aan dat TEM SPM met de elektroden van GELIJKSTROOM wordt uitgerust een waardevol hulpmiddel voor systematische karakterisering van individuele koolstof is gebleken te zijn nanotubes. Het kan aan lithografiemethodes wegens snellere aanwinst van resultaten als superieur worden beschouwd.

Erkenning

Dit werk werd gesteund door de Specifieke EU Richtte het Project van het Onderzoek desygn-HET (Nr nmp4-ct-2004-505626) en Lets Nationaal Programma in Materiële Wetenschappen. J.A. en J.P. Erkent steun van ESF.

Verwijzingen

1. Looit S.J., Verschueren A.R.M., Dekker C., „Kamertemperatuurtransistor op één enkele koolstof wordt gebaseerd nanotube“, Aard, 393, 49-52, 1998 die.

2. Postma H.W. CH., Teepen T., Yao Z., Grifoni M., Dekker C., „de Transistors van het enig-Elektron van Nanotube van de Koolstof bij Kamertemperatuur“, Wetenschap, 293, 76-79, 2001.

3. Auvray S., Derycke V., Goffman M., Filoramo A., Jost O., en Bourgoin J. - P., „Chemische Optimalisering van de zelf-Geassembleerde Transistors van Nanotube van de Koolstof“, Nano Lett., 5(3), 451-455, 2005.

4. Xiao K., Liu Y., HU P., Yu G., Fu L., en Zhu D., „Hoge die prestatiesfield-effect transistors van een multiwallCNx/C nanotube intramoleculaire verbinding“ worden gemaakt, Appl. Phys. Lett., 83(23), 4824-4826, 2003.

5. Weitz R.T., Zschieschang U., Effenberger F., Klauk H., Burghard M., Kern K., de „Krachtige Transistors van het Effect van het Gebied van Nanotube van de Koolstof met een Dunne Diëlektrische Poort Gebaseerd op zelf-Geassembleerde Monolayer', Nano Lett., 7, 22-27, 2007.

6. Bathold A., Hadley P., Nakanishi T., Dekker C., de „Kringen van de Logica met de Transistors van Nanotube van de Koolstof“, Wetenschap, 294, 1317-1320, 2001.

7. Rueckes T., Kim K., Joslevich E., Tseng G.Y., Cheung C., en Lieber C.M., „het Koolstof nanotube-Gebaseerde Niet-vluchtige Geheugen van de Directe Toegang voor Moleculaire Gegevensverwerking“, Wetenschap, 289, 94, 2000.

8. Lee S.W, Lee D.S., Morjan R.E., Jhang S.H., Sveningsson M., Nerushev O.A., Park Y.W., en Campbell E.E.B, een „Drie EindKoolstof Nanorelay“, Nano Lett. 4, 2027, 2004.

9. KE C., Espinosa H.D., „De Elektromechanische Kleine Karakterisering In Situ van de Elektronenmicroscopie van een Bistabiel Apparaat NEMS“, 2(12), 1484 - 1489, 2006.

10. Park M., Cola B., Siegmund T., Xu J., Maschmann M.R., Fisher T.S., en Kim H., „Gevolgen van een Laag van Nanotube van de Koolstof bij de ElektroWeerstand van het Contact Tussen de Substraten van het Koper“, Nanotechnologie, 17, 2294-2303, 2006.

11. Brian H., Halsall H.B., Dong Z., Jazieh A., Turkije Y., Wong D., Pixley S., Behbehani M.l, en Schulz M.J., „Biosensor van de Naald van Nanotube van de Koolstof“, J. Nanosc. Nanotechn., 7, 2293-2300, 2007.

12. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., Lou L., Kim S.G., Tomanek D., Nordlander P., Colbert D.T., Smalley R.E., „het Ontrafelen Nanotubes - de Emissie van het Gebied van een AtoomDraad', Wetenschap, 269(5230), 1550-1553, 1995.

13. Deheer W.A., Chatelain A., Ugarte D., een „Bron van het Elektron van de Emissie van het Gebied van Nanotube van de Koolstof“, Wetenschap, 270(5239), 1179-1180, 1995.

14. Wong Y.M., Kang, W.P., Davidson J.L., Wisitsora-at A., Soh K.L., Fisher T.S., Li Q., Xu J.F., de „Zender die van het Gebied die Multiwalled Koolstof Nanotubes gebruiken op het Gebied van het Uiteinde van het Silicium door het Microgolf plasma-Verbeterde Deposito van de Chemische Damp wordt Gekweekt“, J. Vac. Sc.i. Technol. B, 21(1), 391-394, 2003.

15. Bonard J.M., Weiss N. Kind H., Stockli T., Forro L., Kern K, Chatelain A., „Stemmend de Eigenschappen van de Emissie van het Gebied van de Gevormde Films van Nantoube van de Koolstof“, Adv. Mater., 13(3), 184-188., 2001.

16. Wang Q.H., Corrigan T.D., Dai J.Y., Chang R.P.H., Krauss A.R., de „Emissie van het Gebied van de Zenders van de Bundel Nanotube bij Lage Gebieden“, Appl. Phys. Lett., 70(24), 3308-3310, 1997.

17. Pan Z.W. Au F.C.K., Lai H.L., Zhou, W.Y., Sun L.F., Liu, Z.Q., Tang D.S., Lee C.S., Lee S.T., Xie, S.S., „Amorfe die Koolstof Nanowires door Near-Edge-x-Ray-Absorption-Fine-Structures“ wordt Onderzocht, J. Phys. Chem. B, 105(8), 1519-1522, 2001.

18. Iijima S., „Spiraalvormige Microtubules van GrafietKoolstof“, Aard, 354(6348), 56-58, 1991.

19. „Koolstof Nanotubes“. M.S. van Dresselhaus, Dresselhaus G., Avouris PH Eds. Onderwerpen in Toegepaste Fysica, Aanzetsteen Verlag, Berlijn, 80, 1 - 430, 2001

20. Li Z., Andzane J., Erts D., Tobin J.M., Wang K., Morris M.A., Attard G., en Holmes J.D. „een Nieuwe Overkritische Vloeibare Methode om Koolstof Nanotubes“ Te Kweken, Adv. Mater., in pers.

21. Bonard J.M., Klinke C., Dean K.A., en Coll B.F., „Degradatie en Mislukking van de Zenders van het Gebied van Nanotube van de Koolstof“, Phys. Toer B, 67, 115406 - 1, 2003.

22. M.S. Collins P.G., Arnold, Avouris P., „de Kringen Nanotubes die en Nanotube van de Koolstof van de Techniek ElektroAnalyse“ Gebruiken, Wetenschap, 292 (5517), 706 - 709, 2001.

23. Wey W., Liu Y., Jiang K., Peng L.M., en Fan S., „het Koelen van het Uiteinde Effect en het Mechanisme van de Mislukking gebied-Uitzendt Koolstof Nanotubes“, Nano Lett., 7(1), 64-68, 2007.

24. Ding F., Jiao K., Lin Y., Yakobson B., „Hoe de Verdampende Koolstof Nanotubes Hun Perfectie Behoudt? “, Nano Lett., 7(3), 681-684, 2007.

25. Ohnishi H., Kondo Y., Takayanagi K. „Kwantiseerde geleidingsvermogen door individuele rijen van opgeschorte gouden atomen“, Aard 395, 780-783, 1998.

26. Kizuka T. „Atoomdieproces van puntcontact in goud door tijd-vastbesloten high-resolution transmissieelektronenmicroscopie“ wordt bestudeerd Phys. Toer Lett. 81(20), 4448-4451, 1998.

27. Poncharal P., Wang Z.L., Ugarte D., DE Heer W.A. „Elektrostatische Afbuigingen en Elektromechanische Resonanties van Koolstof Nanotubes“, Wetenschap 283, 1513-1516, 1999.

28. Cumings J. en Zettl A. „Lager van Nanoscale van de laag-Wrijving het Lineaire die Wetenschap 289, 602-604, 2000 van van de Koolstof Multiwall van Nanotubes“ wordt Gerealiseerd.

29. Erts D., Olin H., Ryen L., Olsson E., en Thölén Geleidingsvermogen Maxwell en Sharvin van A. het „in Gouden Punt Contacteren Onderzocht Gebruikend tem-STM „, Phys. Toer B 61, 12725-12728, 2000.

30. Erts D., Lõhmus A., Lõhmus R., en Olin H., „Instrumentatie van STM en AFM met de Elektronenmicroscoop van de Transmissie wordt Gecombineerd“, Appl die. Phys., A 72 (7), S71-S74, 2001.

31. Li Q.W., Yan H., Cheng Y., Zhang J., Liu Z.F., een „Scalable Synthese van CVD van High-Purity enig-Ommuurde Koolstof Nanotubes Met Poreuze MgO als Materiaal van de Steun“, J. Mater. Chem., 12(4): 1179-1183, 2002.

32. Cumings J., Zettl A., McCartney M.R., en Spence J.C.H., de „Holografie van het Elektron van gebied-Uitzendende Koolstof Nanotubes“, Phys. Toer Lett. 88, 056804, 2002.

33. Maiti A., Brabec C.J., Roland C.M., en Bernholc J., de „Energetica van de Groei van Koolstof Nanotubes“, Phys. Toer Lett. 73, 2468, 1994.

34. Ting J.H., Chang C.C., Chen S.L., Lu D.S., Kung C.Y., en Huang F.Y. „Optimalisering van de Eigenschappen van de Emissie van het Gebied van Koolstof Nanotubes door Taguchi Method“, Dunne Sol. Films, 496, 299-305, 2006.

36. Gadzuk J.W. en Plummer E.W., „de Distributie van de Energie van de Emissie van het Gebied (FEED)“, Mod. van Toer. Phys. 45, 487-548, 1973.

37. Brodie I., en Spindt C., „VacuümMicro-elektronica“, Adv. Elektron. Elektron. Phys. 83, 1, 1992.

38. Tuggle D.W., Jiao J., de geïsoleerde koolstof nanotubes“ Branding en van Dong L.F. „de emissie huidige schommelingen van het Gebied van. Anale Interface. 36, 489-492, 2004

De Details van het Contact

Jana Andzane, Juris Prikulis en Donats Erts

Instituut van Chemische Fysica,
Universiteit van Letland
Raina blvd 19
Lv-1586 Riga
Letland

Jana.Andzane@lu.lv
Juris.Prikulis@lu.lv
Donats.Erts@lu.lv

Li Joseph M. Tobin, Zhonglai en Justin D. Holmes

Ministerie van Chemie, de Sectie van Materialen en Overkritisch Vloeibaar Centrum
Universitaire Cork van de Universiteit, Cork Ierland

en

Centrum voor Onderzoek naar AanpassingsNanostructures en Nanodevices (CRANN)
De Universiteit Dublin van de Drievuldigheid
Het Adres
van de Straat
Dublin 2,
Ierland

joedillanetobin@yahoo.com
j.holmes@ucc.ie

Teken Baxendale

Queen Mary
Universiteit van Londen
Londen, Engeland

m.baxendale@qmul.ac.uk

Håkan Olin

De Fysica van Materialen
De Fysica van de Techniek
De Medio Universiteit van Zweden
Sundswal, Zweden

hakan.olin@miun.se

Date Added: Nov 14, 2007 | Updated: Jul 15, 2013

Last Update: 15. July 2013 15:54

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit