B-C-N Nanotubes, Nanosheets, Nanoribbons och Släkta Nanostructures

Vid den ProfessorOkKhin Yapen

ProfessorOkKhin Yap, Avdelning av Fysik, Michigan Teknologisk Universitetar, 118 Fisher Hall, 1400 Townsend Drev, Houghton, MI 49931, USA
Motsvarande författare: ykyap@mtu.edu

Ordningen av kolatoms gör åtskillnad mellan en rita som är bly- från en dyr diamant. I de förgångna tre årtiondena har nya kolmaterial liksom fullerenes1, kolnanotubes (CNTs)2och graphene3 tilldragit enorm forskning intresserar och ledde till två Nobel Prisar4,5. För en tid sedan, har graphenenanoribbons (GNRs)6,7 nått ökande uppmärksamhet från forskninggemenskapen.

Material i systemet för boron (BN)nitriden är structurally liknande till kolheltäckandea. Vi har sexhörniga arrangera gradvisBN (H-BN), kubikarrangera gradvisBN (c-BN), BNnanotubes (BNNTs), BNnanosheets, BNnanoribbons (BNNRs), som är motsvarande till grafiten, diamanter, CNTs, graphene och GNRs respektive8-11.

För jämförelse ämna, strukturerar det atom- av en CNT och en BNNT, såväl som en GNR och en BNnanoribbon visas in Figurerar 1. I faktum finns det viktig befordran på BNnanomaterials i de förgångna få åren11-14, inklusive tillväxt för den låga temperaturen15,16, mönstrad tillväxt15,17-19, upptäckt av superhydrophopicityen av BNNTs20, och lyckad tillväxt av BN täcker21.

Figurera 1. Sicksack (10, 0) (a) CNT och (b) BNNT och Sicksack GNR och BN Nanoribbon. Grå färg som är röda och gröna spheres föreställer kol, boron och ett gasformigt grundämneatoms, respektive.

Rikta tillväxt av BNNRs anmäldes i 2007 och sågs också som BNnanowires22 till för en tid sedan23. Några av dessa befordringar markeras in Figurerar 2. Dessa BNmaterial har rekvisita som är olik från kolmotstyckena. För anföra som exempel, grafiten är en ledare, stund somH-BNEN är en isolator. Som synes kompletterar ska BNmaterial bruket av kolheltäckande i olika områden av avancerad vetenskap och teknologi.

Figurera 2. (a) Schematiskt av termisk kemisk dunstavlagring (CVD) för tillväxten av BNNTs. (b) SEM 2000 avbildar av som fullvuxna BNNTs och spectrana av spektroskopin för elektronenergiförlust (EELS). (c) SEM 2000 avbildar av BNNTs som är fullvuxen på önskat, mönstrar vid katalytisk CVD (CCVD). (D) TEM avbildar av BNNTsen. (e) Visning för Absorberingsspectra som ett musikbandmellanrum ~6eV utan under-musikband absorbering jämnar (1: högkvalitativa BNNTs vid CCVD, 2: BNNTs som är fullvuxen vid termisk CVD, 3: ethanol). (f) Bevattna liten droppe på BNNT filmar superhydrophopic uppförande för visning av vertikal-arrangera i rak linje BNNTs.

Sammanfogningen av kol och BNsystem bildar så - kallade B--C-Nmaterial. Nanomaterials inom denna triangulära B-C-N zonplanerar nya utsikter för erbjudandet för materialforskning. De inkluderar samla i en klunga, nanotubes, nanosheets, nanoribbons och nya nanostructures av kol, boron, boronnitriden, kolnitriden, boroncarbiden och boronkol-nitriden. Dessa material kallas sometime ”gränskolmaterial” på grund av deras böjlighet att bilda olik covalent förbindelsenågot liknande de i rena kolheltäckande24. Figurera 3 resumerar möjlighetnanomaterialsna inom den triangulära BEN-C-N zonplanerar.

Figurera 3. Nanomaterials inom den triangulära BEN-C-N zonplanerar.

Specificerar av dessa ämnen diskuteras i ett nytt bokar25. Klart är kapaciteten att kontrollera förbindelsehybridization, molekylärt emballage och sammansättning av dessa material viktiga att skapa nya material med ny rekvisita24. De kunde eventuellt vara användbara för skyddande beläggningar, kick-driver nano-elektroniska och nanoscaleavkänningsapparater för elektronik, som är oumbärliga material för befordran av vetenskap i århundradetst 21.

Bekräftelse

Y. bekräftar K. Yap service från National Science FoundationKARRIÄRUtmärkelse (Utmärkelsen numrerar 0447555, Uppdelning av MaterialForskning) och U.S.-Avdelningen av Energi, Kontoret av Grundläggande EnergiVetenskaper (Lån Inte DE-FG02-06ER46294, Uppdelning av MaterialVetenskaper och att Iscensätta).


Hänvisar till

  1. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C.O'Brien, R.F. Krulla och R.E. Smalley, ”C-60-Buckminsterfullerene,” Natur (London) 318, 162 (1985).
  2. S. Iijima, ”Spiralformiga Microtubules av Graphitic Kol,” Natur (London) 354, 56 (1991).
  3. K. Sätter In S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva och A.A. Firsov, ”Elkraften Verkställer i Atomically Thin Kol Filmar,” Vetenskap 306, 666 (2004).
  4. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/
  5. http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/
  6. V. Strukturerar Barone, O. Bärtråg för murbruk och G.E. Scuseria, ”Elektroniskt och Stabilitet av Semiconducting Graphene Nanoribbons,” Nano Lett. 6 2748 (2006).
  7. M.Y. Han, B. Ozyilmaz, Y.B. Zhang och P. Kim, ”EnergiMusikband-Gap Iscensätta av Graphene Nanoribbons,” Phys. Rev. Lett. 98 206805 (2007).
  8. Y.K. Yap, ”Boron-Kol Nitride Nanohybrids,” i Encyklopedi av Nanoscience och Nanotechnology (Förtexten av R.E. Smalley), Volym 1, H.S. Nalwa (Ed.), Vetenskapliga Utgivare för Amerikan (www.aspbs.com/enn) (2004) pp. 383-394.
  9. C. Filmar H. Lee och Y.K. Yap, ”StrömForskningStatus av Boron-Kol NitrideI Stora Partier som Är Tunn, och Nanostructures,” i Kapitel 10 av Diamanten och Släkt MaterialForskning (NovaVetenskapsUtgivare, 2008) pp 277-292. (https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=6641)
  10. C. Föreläser H. Lee, V.K. Kayastha, J. Wang och Y.K. Yap, ”Inledning till B--C-NMaterial,” i Kapitel 1 av B-C-N Nanotubes och Släkta Nanostructures, Noterar i Nanoscale Vetenskap och Teknologi (Springeren), Vol. 6, den OkKhin Yapen (Ed.) (2009,), pp 1-22.
  11. J. Wang, M. Xie och Y.K. Yap, ”BoronNitride Nanotubes: Låg-Temperatur Tillväxt och Karakterisering,” i Encyklopedi av Nanoscience och NanotechnologyVolym 12, H.S. Nalwa (Ed.), Vetenskapliga Utgivare för Amerikan (www.aspbs.com) (2010) pp 97-107.
  12. J. Wang, C.H. Lee, Y. Bando, D. Golberg och Y.K. Yap, ”Multiwalled BoronNitride Nanotubes: Tillväxt, Rekvisitan och applikationer,” i Kapitel 2 av B-C-N Nanotubes och Släkta Nanostructures, Föreläser Noterar i Nanoscale Vetenskap och Teknologi (Springeren), Vol. 6, den OkKhin Yapen (Ed.) (2009,), pp 23-44.
  13. J. Wang, C.H. Lee och Y.K. Yap, ”Nya befordringar i nanotubes för boronnitride,” Nanoscale 2, 2028 (2010).
  14. D. Golberg, Y. Bando, Y. Huang, T. Terao, M. Mitome, C. Tang och C. Zhi, ”nanotubes för BoronNitride och Nanosheets,” ACS Nano 4, 2979 (2010).
  15. J. Wang, V. Kayastha, Y.K. Yap, Z. Fläkta, J.G. Lu, Z. Panorera, I. Ivanov, A.A. Purezky, D.B. Geohegan, ”tillväxt för Låg temperatur av nanotubes för boronnitride på substrates,” Nano Lett. 5 2528 (2005).
  16. C.H. Lee, J. Wang, V.K. Kayastha, J.Y. Huang och Y.K. Yap, ”Effektiv tillväxt av nanotubes för boronnitride vid termisk kemisk dunstavlagring,” Nanotechnology 19, 455605 (2008).
  17. C. Mönstrade H. Lee, M. Xie, V. Kayastha, J. Wang och Y.K. Yap, ”Tillväxt av BoronNitriden Nanotubes vid Katalytisk Kemisk DunstAvlagring,” Chem. Mater. 22 1782 (2010).
  18. C. Sealy, ”Nanotubes för BoronNitride Fullvuxet Precis Likt Kol Nanotubes,” Nano Today 5, 80 (2010). http://www.phy.mtu.edu/yap/documents/NanoTodayBNNTs.pdf
  19. M. Goodrich, ”Yap: Exploatera Divasna av Nanoworlden,” http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-01/mtu-htd011510.php?loc=interstitialskip
  20. C.H. Lee, J. Drelich och Y.K. Yap, ”Superhydrophobicity av BoronNitriden Nanotubes som är Fullvuxen på SilikonSubstrates,” Langmuir (märka), 25, 4853 (2009).
  21. L. Song, L. Ci, H. Lu, P.B. Sorokin, C. Jin, J. Ni, A.G. Kvashnin, D.G. Kvashnin, J. Lou, B.I. Yakobson och P.M. Ajayan, ”Stor FjällTillväxt och Karakterisering av Atom- Sexhörniga Lagrar för BoronNitride,” Nano Lett. 10 3209 (2010).
  22. Y. Markerar K. Yap, ”Syntes, Karakteriseringen och Upptäckten av GränsKolMaterial,” i Halvledar- och MaterialKemi FY 2007, NSF. http://www.nsf.gov/mps/dmr/highlights/07highlights/ssmc.jsp
  23. J. Wang, C.H. Lee, V.K. Kayastha och Y.K. Yap, ”Första Framgång i Syntesen av BoronNitriden Nanotubes och Hetero-Föreningspunkter av BoronNitriden Nanotubes och Kol Nanotubes, i Symposium K: Nanotubes och Släkta Nanostructures, för ForskningSamhälle för 2009 Material Möte för Nedgång, Nov. 30-Dec 4, i Boston, Pappers- K17.6. http://www.mrs.org/s_mrs/doc.asp?CID=24490&DID=263661
  24. Y. Föreläser K. Yap (Redaktör), B-C-N Nanotubes och Släkta Nanostructures, Noterar i Nanoscale Vetenskap och Teknologi (Springeren), Vol. 6, (2009). http://www.springer.com/materials/nanotechnology/book/978-1-4419-0085-2
  25. Y.K. Yap, National Science FoundationUtmärkelse nr. 0447555, ”KARRIÄR: Syntes, Karakterisering och Upptäckt av GränsKolMaterial. http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0447555

Ta Copyrightt på AZoNano.com, den ProfessorOkKhin Yapen

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

Last Update: 14. June 2013 07:23

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