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B-C-N Nanotubes, Nanosheets, Nanoribbons e Nanostructures Relativo

Dal Professor Yoke Khin Yap

Yap di Khin del Professor Giogo, Dipartimento di Fisica, Università Tecnologica del Michigan, 118 Fisher Corridoio, 1400 Unità di Townsend, Houghton, MI 49931, S.U.A.
Autore Corrispondente: ykyap@mtu.edu

La disposizione degli atomi di carbonio differenzia un cavo di matita da un diamante costoso. Nelle tre decadi scorse, i nuovi materiali di carbonio quali i fullerenes1, i nanotubes del carbonio (CNTs)2e il graphene3 hanno attirato l'interesse tremendo della ricerca e piombo a due Premi Nobel4,5. Più recentemente, i nanoribbons del graphene (GNRs)6,7 hanno guadagnato l'attenzione aumentante dalla comunità di ricerca.

I Materiali nel sistema del nitruro (BN) di boro sono strutturalmente simili ai solidi del carbonio. Abbiamo fase-BN esagonali (h-BN), fase-BN cubici (c-BN), nanotubes di BN (BNNTs), nanosheets di BN, nanoribbons di BN (BNNRs), che sono analoghi alla grafite, ai diamanti, a CNTs, graphene e a GNRs rispettivamente8-11.

Per scopo di confronto, le strutture atomiche di un CNT e di un BNNT come pure uno GNR e un nanoribbon di BN è indicato nella Figura 1. Infatti, là è avanzamento significativo sui nanomaterials di BN in questi ultimi anni11-14, compreso la crescita di bassa temperatura15,16, la crescita modellata15,17-19, scoperta del superhydrophopicity di BNNTs20e riuscito crescita delle lamiere sottili di BN21.

Figura 1. Zigzag (10, 0) (a) CNT e (b) BNNT e Zigzag GNR e BN Nanoribbon. Le sfere Grige, rosse e verdi rappresentano il carbonio, il boro e gli atomi dell'azoto, rispettivamente.

La crescita Diretta di BNNRs egualmente è stata riferita nel 2007 ed è stata fatta riferimento come nanowires di BN22 fino ad oggi23. Alcuni di questi avanzamenti sono evidenziati nella Figura 2. Questi materiali di BN hanno beni differenti dalle controparti del carbonio. Per esempio, la grafite è un conduttore mentre il h-BN è un isolante. Apparentemente, i materiali di BN complementeranno gli usi dei solidi del carbonio in vari campi di scienza e tecnologia avanzata.

Figura 2. Disegno Schematico (a) di applicazione a spruzzo chimica termica (CVD) per la crescita di BNNTs. (b) immagini di SEM del come BNNTs sviluppato e gli spettri della spettroscopia di perdita di energia dell'elettrone (EELS). (c) immagini di SEM di BNNTs sviluppate ai reticoli desiderati tramite CVD (CCVD) catalitico. (d) immagini di TEM del BNNTs. (e) gli spettri di Assorbimento che mostrano un intervallo di banda ~6eV senza assorbimento della sotto-banda livella (1: BNNTs di alta qualità da CCVD, 2: BNNTs sviluppato tramite CVD del termale, 3: etanolo). (f) goccioline di Acqua sulle pellicole di BNNT che mostrano comportamento superhydrophopic di BNNTs verticale-allineato.

La fusione di carbonio e dei sistemi di BN forma i cosiddetti materiali di B-C-N. I Nanomaterials all'interno di questa zona triangolare di B-C-N offrono le nuove viste per la ricerca dei materiali. Includono i cluster, i nanotubes, i nanosheets, i nanoribbons ed i nuovi nanostructures di carbonio, di boro, del nitruro di boro, del nitruro del carbonio, del carburo del boro e del carbonio-nitruro del boro. Questi materiali prima o poi sono chiamati “materiali di carbonio di frontiera„ a causa della loro flessibilità formare le varie obbligazioni covalenti come quelle in solidi puri del carbonio24. Figura 3 riassume i nanomaterials possibili all'interno della zona triangolare di B-C-N.

Figura 3. Nanomaterials all'interno della zona triangolare di B-C-N.

I Dettagli di questi argomenti sono discussi in un libro recente25. Chiaramente, la capacità di gestire l'ibridazione schiava, l'imballaggio molecolare e la composizione di questi materiali è importanti da creare i nuovi materiali con i beni novelli24. Potrebbe possibilmente essere utile per i rivestimenti protettivi, i rivelatori nano-elettronici e del nanoscale ad alta potenza di elettronica, che sono materiali indispensabili per l'avanzamento di scienza nel secolost 21.

Riconoscimento

Y.K. Yap riconosce i supporti dal Premio di CARRIERA del National Science Foundation (Premio numero 0447555, Divisione di Ricerca dei Materiali) ed il Dipartimento Per L'Energia di STATI UNITI, L'Ufficio delle Scienze Di Base di Energia (Grant No DE-FG02-06ER46294, Divisione delle Scienze dei Materiali ed Assistenza Tecnica).


Riferimenti

  1. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C.O'Brien, R.F. Curl e R.E. Smalley, “C-60-Buckminsterfullerene,„ Natura (Londra) 318, 162 (1985).
  2. S. Iijima, “Microtubuli Elicoidali di Carbonio Grafitico,„ Natura (Londra) 354, 56 (1991).
  3. K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva ed A.A. Firsov, “Effetto del Campo Elettrico In Atomico Assottigliano le Pellicole del Carbonio,„ Scienza 306, 666 (2004).
  4. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/
  5. http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/
  6. V. Barone, O. Hod e G.E. Scuseria, “Struttura Elettronica e Stabilità di Graphene Nanoribbons Semiconduttore,„ Lett Nano. 6, 2748 (2006).
  7. M.Y. Han, B. Ozyilmaz, Y.B. Zhang e P. Kim, “Assistenza Tecnica di Intervallo di banda di Energia di Graphene Nanoribbons,„ Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
  8. Y.K. Yap, “Nitruro Nanohybrids del Boro-Carbonio,„ in Enciclopedia di Nanoscience e di Nanotecnologia (Prefazione da R.E. Smalley), Volume 1, H.S. Nalwa (Ed.), Editori Scientifici Americani (www.aspbs.com/enn) (2004) Pp. 383-394.
  9. C.H. Lee e Y.K. Yap, “Stato Corrente della Ricerca del Nitruro del Boro-Carbonio Ammassa, Pellicole Sottili e Nanostructures,„ nel capitolo 10 del Diamante e Materiali Relativi Ricerca (Editore di Scienza della Nova, 2008) i pp 277-292. (https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=6641)
  10. C.H. Lee, V.K. Kayastha, J. Wang e Y.K. Yap, “Introduzione ai Materiali di B-C-N,„ nel capitolo 1 di B-C-N Nanotubes e Nanostructures, Note Relativo di Conferenza in Scienza e Tecnologia di Nanoscale (Springer), Volume 6, Yap di Khin del Giogo (Ed.) (2009) pp 1-22.
  11. J. Wang, M. Xie e Y.K. Yap, “Nitruro di Boro Nanotubes: Crescita e Caratterizzazione A bassa temperatura,„ in Enciclopedia di Nanoscience e del Volume 12, H.S. Nalwa (Ed.), Editori Scientifici Americani (www.aspbs.com) (2010) pp di Nanotecnologia 97-107.
  12. J. Wang, C.H. Lee, Y. Bando, D. Golberg e Y.K. Yap, “Nitruro di Boro di Multiwalled Nanotubes: Crescita, Beni ed applicazioni,„ nel capitolo 2 di B-C-N Nanotubes e Nanostructures, Note Relativo di Conferenza in Scienza e Tecnologia di Nanoscale (Springer), Volume 6, Yap di Khin del Giogo (Ed.) (2009) pp 23-44.
  13. J. Wang, C.H. Lee e Y.K. Yap, “avanzamenti Recenti nei nanotubes del nitruro di boro,„ Nanoscale 2, 2028 (2010).
  14. D. Golberg, Y. Bando, Y. Huang, T. Terao, M. Mitome, C. Tang e C. Zhi, “nanotubes del Nitruro di Boro e Nanosheets,„ ACS 4 Nani, 2979 (2010).
  15. J. Wang, V. Kayastha, Y.K. Yap, Z. Fan, J.G. Lu, Z. Pan, I. Ivanov, A.A. Purezky, D.B. Geohegan, “crescita di Bassa temperatura dei nanotubes del nitruro di boro sui substrati,„ Lett Nano. 5, 2528 (2005).
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  18. C. Sealy, “Nitruro di Boro Nanotubes Sviluppato Appena Come Carbonio Nanotubes,„ Oggi Nano 5, 80 (2010). http://www.phy.mtu.edu/yap/documents/NanoTodayBNNTs.pdf
  19. M. Goodrich, “Yap: Sfruttando le Dive del Nanoworld,„ http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-01/mtu-htd011510.php?loc=interstitialskip
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  21. L. Canzone, L. Ci, H. Lu, P.B. Sorokin, C. Jin, J. Ni, A.G. Kvashnin, la D.G. Kvashnin, J. Lou, B.I. Yakobson e P.m. Ajayan, “Crescita della Larga Scala e Caratterizzazione dei Livelli Esagonali Atomici del Nitruro di Boro,„ Lett Nano. 10, 3209 (2010).
  22. Y.K. Yap, “Sintesi, Caratterizzazione e Scoperta dei Materiali di Carbonio di Frontiera,„ nello Stato Solido e nei Punti Culminanti FY 2007, NSF di Chimica dei Materiali. http://www.nsf.gov/mps/dmr/highlights/07highlights/ssmc.jsp
  23. J. Wang, C.H. Lee, V.K. Kayastha e Y.K. Yap, “Primo Successo nella Sintesi del Nitruro di Boro Nanotubes e Etero-Giunzioni del Nitruro di Boro Nanotubes e del Carbonio Nanotubes, nel Simposio K: Nanotubes e Nanostructures, Riunione Autunnale Relativo Della Società di Ricerca di 2009 Materiali, Il 30 novembre - 4 dicembre, a Boston, K17.6 Di Carta. http://www.mrs.org/s_mrs/doc.asp?CID=24490&DID=263661
  24. Y.K. Yap (Editore), B-C-N Nanotubes e Nanostructures, Note Relativo di Conferenza in Scienza e Tecnologia di Nanoscale (Springer), Volume 6, (2009). http://www.springer.com/materials/nanotechnology/book/978-1-4419-0085-2
  25. Y.K. Yap, Premio del National Science Foundation # 0447555, “CARRIERA: Sintesi, Caratterizzazione e Scoperta dei Materiali di Carbonio di Frontiera. http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0447555

Copyright AZoNano.com, il Professor Yoke Khin Yap

Date Added: Apr 20, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 06:59

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