붕소 질화물 Nanotubes와 Nanosheets - 소개와 최근 어드밴스

Dmitri GolbergNanotube 단 지도자, 수사반장, 물자 Nanoarchitectonics재료 과학 ( (MANA)NIMS)를 위한 국제적인 학회, Tsukuba, 일본을 위한 국제적인 센터 교수
대응 저자: GOLBERG. Dmitri@nims.go.jp

소개

6각형 붕소 질화물 (h 대대)는 대대 육각형의 평면 통신망이 정규로 겹쳐 쌓이는 흑연 모형 구조물을 가진 층이 된 물자입니다. 탄소 nanotubes의 구조상 아날로그로 (CNTs) 대대 nanotube는 (BNNT) 1994년에 첫번째로 예상되고1 내년을 종합했습니다.2 그 이후로, 그것에는 음모를 꾸미는 비 탄소 nanostructures의 된 것이 있습니다.3

금속 semiconducting CNTs와 비교해, BNNT는 관 기하학의 독립 Ca. 5.8 eV의 bandgap를 가진 전기 절연체, 기본적으로입니다. BNNTs는 멋진 화학제품 및 열 안정성, 우수한 기계적 성질 및 높은 열 전도도 소유합니다. 그 같은 유일한 특징은 nanodevices 기능적인 합성물, 수소 누산기, 등등과 같은 다양한 분야에서 약속하는 이 관을 만듭니다.

추가적으로, 새로운 C 양식 - graphene 공부에 있는 최근 돌파구는 연구 최전선에 - 흑연의 층, 그것의 대대 아날로그 - 대대 nanosheet, 숫자 1.의 실존 그리고 안정성의 질문을 가져왔습니다.

숫자 1. 대대 monoatomic 장 및 단 하나 벗겨진 대대 nanotube의 구조상 모형. 교체 B와 N 원자는 파랗고와 빨강에서 보입니다.

최근 어드밴스

중요한 진도는 다중 벽으로 막힌 BNNTs 및 nanosheets의 종합, 구조 해석 및 속성 측정에 대하여 NIMS에 우리의 단 안에 달성되었습니다. nanotubes는 실행에 있는 그램 수준 양, 숫자 2.에서 지금 종합됩니다.4 대대 nanosheets는 또한 hBN ultrasonication의 밑에 높은 수확량에 준비되었습니다.5

~1500°C에 수직 유도 전기로에 있는 MgO, B 및 FeO 선구자를 사용하는 다중 벽으로 막힌 대대 nanotubes의 숫자 2. (a) 종합;4 (b) BNNT 제품의 사진 심상; (c, d) SEM와 TEM 심상; (e) 외부 관 직경 배급의 막대 그래프.

관/장의 전기와 기계적 성질은 전송 전자 현미경 및 원자 (TEM) 군대 현미경에서 공부되었습니다 (AFM). nanotubes의 Young 계수는 ~0.8 TPa 의 숫자 3 만큼 대대 nanosheets의6 구부리는 계수가 ~30 GPa를 도달했더라도 반면, 숫자 4. 높이 측정되었습니다.7

숫자 3. (a, b) TEM에서 그것에게 구부리고 다시 탄약을 재기의 밑에 다중 벽으로 막힌 대대 nanotube의 심상. 관은 완전히 그것의 멋진 신축성 및 융통성 때문에 그것의 본래 모양을 복구합니다. 안으로 삽입물 (a, b) 쇼 낮 확대에 동일 관; c) Si AFM 외팔보를 사용하는 TEM 안쪽에 디자인된 개악 실험을 보여주는 밑그림. 군대 진지변환 곡선은 TEM 화상 진찰과 제휴하여 기록됩니다.6

 

숫자 4. (a) Ti/Au의 AFM 지세 심상은 Si/SiO 기질의 트렌치의 밑에 둔 대대 nanosheet를2 접촉 죄었습니다; 그리고 (b) 그들의 차원의 기능으로 대대 nanosheets의 측정된 구부리는 계수.7

높은 전기 비스듬한 정권에 있는 BNNTs의 성과는 또한 분석되었습니다.8,9 대대 유대의 ioinicity 때문에, 대대 관 분해 온도는 적용되는 전기장, 숫자 5.에 비례적이기 위하여 찾아냈습니다.

숫자 5.는 아) 개별 2개의 금속 접촉 사이에서 STM-TEM에 있는 두고 ~140 V.에 기울게 한 대대 nanotube를 다중 벽으로 막았습니다.8 (arrowed) 관 화학 분해의 밑에 무조직 B 공의 외관은 명백합니다. 궤란된 관의 B 그리고 N 원소 지도는 삽입물에서 보입니다; b) 특정 온도에 전기장에서 두는 대대 nanotube에 있는 원자의 운동 에너지의 색으로 구분하는 지도.9 실험적인 데이터 (원형)는 0.165 eV의 등압선 선의 주위에 퍼졌습니다. 영 전기장에 라인 히트 1910년 K (대대 열분해의 일반적인 온도).

요약하자면 그들의 대중적인 C 카운터파트 그늘 아래서 오래 인, nanosheets와 대대 nanotubes의 부유한 응용 잠재력에 의하여 크게 과소평가되고 더 상세한 설명이 가치가 있다는 것을, 강조되어야 합니다.


참고

1. A. Rubio, J.L. Corkill, M.L. Cohen, "석묵 붕소 질화물 nanotube의 이론", Phys. 목사 B 49, 5081 (1994년).
2. N.G. Chopra, R.J. Luyken, K. Cherrey, V.H. Crespi, M.L. Cohen, S.G. Louie, A. Zettl, "붕소 질화물 nanotubes", 과학 269, 966 (1995년).
3. D. Golberg, Y. Bando, C.C. Tang, C.Y. Zhi, "붕소 질화물 nanotubes", 전진. Mater. 19, 2413 (2007년).
4. C.Y. Zhi, Y. Bando, C.C. Tang, D. Golberg, "순수한 대대 nanotubes의 높은 수확량 종합을 위한 효과적인 선구자", Sol. St Comm. 135, 67 (2005년).
5. C.Y. Zhi, Y. Bando, C.C. Tang, H. Kuwahara, D. Golberg, "향상된 열과 기계적 성질을 가진 중합 합성물에 있는 몇몇 원자 층 붕소 질화물 nanosheets 그리고 그들의 이용의 대규모 제작", 전진. Mater. 21, 2889 (2009년).
6. D. Golberg D., P.M.F.J 늑골, O. Lourie, M. Mitome, C.C. Tang, C.Y. Zhi, K. Kurashima, Y. Bando, "개별의 탄력 있는 개악의 밑에 직접 군대 측정 및 비틀리는 것은 붕소 질화물 nanotubes"를, Nano Lett.7, 2146 multiwalled (2007년).
7. C. Li, Y. Bando, C.Y. Zhi, Y. Huang, D. Golberg, "6각형 붕소 질화물 nanosheets의 간격 의존하는 구부리는 계수", 나노 과학 20, 385707 (2009년).
8. Z. Xu, D. Golberg, Y. Bando는 현재 교류의 밑에, "제자리 TEM-STM 붕소 질화물 nanotube 실패의 활동을", Nano Lett 기록했습니다. 9, 2251 (2009년).
9. Z. Xu, D. Golberg, Y. Bando, "붕소 질화물 nanotube의 전기 필드 지원된 열분해: 실험과 제1 원리 계산", Chem. Phys. Lett. 480, 110 (2009년).

, 저작권 AZoNano.com Dmitri Golberg (재료 과학 (NIMS))를 위한 국제적인 학회 교수

Date Added: Feb 21, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:34

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