B-C-N Nanotubes、 Nanosheets、 Nanoribbons 和相關 Nanostructures

由 Yoke Khin Yap 教授

軛教授 Khin 狂吠，物理系，密執安技術大學， 118 Fisher 霍爾， 1400 Townsend 驅動器， Houghton， MI 49931，美國
對應的作者： ykyap@mtu.edu

碳原子的排列區分從昂貴的金剛石的一條鉛筆芯。 在過去三十年，新的碳材料例如球碳1，碳 nanotubes (CNTs)2和 graphene3 吸引了極大的研究利息并且導致了二次諾貝爾獎4,5。 最近， graphene nanoribbons (GNRs)6,7 獲取了從研究團體的增長的注意。

在聚氮化硼系統的 (BN)材料結構上類似於碳固體。 我們有六角階段 BN (h BN)，立方體階段 BN (c-BN)， BN nanotubes (BNNTs)， BN nanosheets， BN nanoribbons (BNNRs)，分別為類似於石墨、金剛石、 CNTs， graphene 和 GNRs8-11。

对比較目的、 CNT 和 BNNT 的原子結構，以及 GNR 和 BN nanoribbon 在表 1. 顯示實際上，那裡在 BNNTs superhydrophopicity 的是在 BN nanomaterials 的11-14重大的推進，包括15,16低溫增長，15,17-19被仿造的增長，在過去幾年發現上20和成功 BN 頁增長21。

圖 1. 之字形 (10， 0) (a) CNT 和 (b) BNNT 和之字形 GNR 和 BN Nanoribbon。 灰色，紅色和綠色範圍表示碳、硼和氮氣原子，分別。

BNNRs 直接增長在 2007年也報告了和近來參考作為 BN22 nanowires23。 其中一些推進在表 2. 被顯示。 這些 BN 材料有屬性與碳副本不同。 例如，當 h BN 是裝绝緣體工時，石墨是導體。 表面上， BN 材料將補充使用碳固體以先進的科學技術多種區。

圖 2. (a) 熱量化學氣相沉積概要 (CVD)BNNTs 增長的。 (b) SEM 圖像的作為增長的 BNNTs 和電子能量損失分光學光譜 (EELS)。 (c) BNNTs 的 SEM 圖像增長在期望模式由催化作用的 CVD (CCVD)。 (d) BNNTs 的 TEM 圖像。 (e) 顯示帶隙 ~6eV 的吸收光譜沒有次能帶吸收 (第1級： 由 CCVD， 2 的優質 BNNTs ： 熱量 CVD 增長的 BNNTs， 3 ： 對氨基苯甲酸二)。 (f) 在顯示垂直對齊的 BNNTs 的 superhydrophopic 工作情況 BNNT 影片的水滴。

碳和 BN 系統合併形成所謂的 B-C-N 材料。 在此 B-C-N 三角區域內的 Nanomaterials 提供材料研究的新的遠景。 他們包括字符串、 nanotubes、 nanosheets、 nanoribbons 和碳、硼、聚氮化硼、碳氮化物、硼碳化物和硼碳氮化物新的 nanostructures。 這些材料某時稱 『邊境碳材料』由於他們的靈活性形成像那些的多種共價鍵在純碳固體24。 圖 3 總結在 B-C-N 三角區域內的可能的 nanomaterials。

圖 3. 在 B-C-N 三角區域內的 Nanomaterials。

這些事宜詳細資料在一本最近書討論25。 清楚地，這個能力控制政券雜交，分子這些材料的裝箱和構成是重要用新穎的屬性創建新的材料24。 他們可能可能是有用的為保護層，威力強大的電子，納諾電子和 nanoscale 傳感器，是科學推進的不可缺少的材料在這個 21st 世紀。

鳴謝

Y.K. Yap 承認從國家科學基金會成就獎 (證書第 0447555，材料研究分部的技術支持) 和材料學美國能源部，基本的能源科學 (格蘭特不 DE-FG02-06ER46294 辦公室，分部和工程)。

參考

  1. H.W. Kroto， J.R. Heath， S.C. 歐布裡恩， R.F. Curl 和 R.E. Smalley， 「C-60-Buckminsterfullerene」，本質 (倫敦) 318， 162 (1985)。
  2. S. Iijima， 「石墨的碳螺線微管」，本質 (倫敦) 354， 56 (1991)。
  3. K.S. Novoselov， A.K. Geim， S.V. 莫羅佐夫， D. 江， Y. 張， S.V. Dubonos， I.V. Grigorieva 和 A.A. Firsov， 「在基本的電場作用變薄碳影片」，科學 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 和 G.E. Scuseria、 「電子結構和穩定性半導體的 Graphene Nanoribbons」，納諾 Lett。 6， 2748 (2006)。
  7. M.Y. 韓， B. Ozyilmaz， Y.B. 張和 P. 金， 「能源 Graphene Nanoribbons 範圍空白工程」， Phys。 Lett。 98， 206805 (2007)。
  8. Y.K. Yap， 「在 Nanoscience 和納米技術 (前言 R.E. Smalley) 著，數量 1， H.S. Nalwa (愛德。)，美國科學發布人 (www.aspbs.com/enn) (2004) 頁百科全書的硼碳氮化物 Nanohybrids」。 383-394.
  9. C.H. 李和 Y.K. Yap， 「硼碳氮化物批量項目貨簽，薄膜當前研究狀態和 Nanostructures」，在金剛石和相關材料研究 (新星科學發布人， 2008) 頁第10章 277-292。 (https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=6641)
  10. C.H. 李， V.K. Kayastha， J. Wang 和 Y. 對 B-C-N 材料的 K. Yap， 「簡介」，在 B-C-N Nanotubes 和相關 Nanostructures，演講附註第1章在 Nanoscale 科學技術 (蹦跳的人)，第6捲，軛 Khin 狂吠 (愛德。) (2009) 頁 1-22。
  11. J. Wang、 M. Xie 和 Y.K. Yap， 「聚氮化硼 Nanotubes ： 低溫增長和描述特性」，在 Nanoscience 和納米技術數量 12， H.S. Nalwa (愛德。)，美國科學發布人 (www.aspbs.com) (2010) 頁百科全書 97-107。
  12. J. Wang、 C.H. 李， Y. Bando， D. Golberg 和 Y.K. Yap， 「Multiwalled 聚氮化硼 Nanotubes ： 增長、屬性和應用」，在 B-C-N Nanotubes 和相關 Nanostructures，演講附註第2章在 Nanoscale 科學技術 (蹦跳的人)，第6捲，軛 Khin 狂吠 (愛德。) (2009) 頁 23-44。
  13. J. Wang、 C.H. 李和 Y.K. Yap， 「在聚氮化硼 nanotubes 的最近推進」， Nanoscale 2日 2028年 (2010)。
  14. D. Golberg、 Y. Bando， Y. 黃， T. Terao， M. Mitome， C. Tang 和 C. Zhi， 「聚氮化硼 nanotubes 和 Nanosheets」， ACS 納諾 4， 2979 (2010)。
  15. J. Wang， V. Kayastha， Y.K. Yap， Z. Fan， J.G. Lu， Z. Pan， I. 伊凡諾夫， A.A. Purezky， D.B. Geohegan， 「在基體的聚氮化硼 nanotubes 低溫增長」，納諾 Lett。 5， 2528 (2005)。
  16. C.H. 李， J. Wang， V.K. Kayastha， J.Y. 黃和 Y.K. Yap， 「由熱量化學氣相沉積的聚氮化硼 nanotubes 有效增長」，納米技術 19， 455605 (2008)。
  17. C.H. 李， M. Xie， V. Kayastha， J. Wang 和 Y.K. Yap， 「由催化作用的化學氣相沉積仿造了聚氮化硼 Nanotubes 增長」， Chem。 Mater。 22日 1782 (2010)。
  18. C. Sealy， 「聚氮化硼 Nanotubes 增長像碳 Nanotubes」，納諾今天 5， 80 (2010)。 http://www.phy.mtu.edu/yap/documents/NanoTodayBNNTs.pdf
  19. M. Goodrich， 「狂吠： 利用 Nanoworld 的歌劇女主角」， http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-01/mtu-htd011510.php?loc=interstitialskip
  20. C.H. 李， J. Drelich 和 Y.K. Yap， 「聚氮化硼 Nanotubes Superhydrophobicity 增長在硅體」， Langmuir (信函) 25， 4853 (2009)。
  21. L. 歌曲、 L. Ci， H. Lu， P.B. Sorokin， C. 金， J. Ni， A.G. Kvashnin， D.G. Kvashnin， J. 盧霍， B.I. Yakobson 和 P.M. Ajayan， 「大規模基本六角聚氮化硼層的增長和描述特性」，納諾 Lett。 10， 3209 (2010)。
  22. Y.K. Yap， 「綜合、在邊境碳材料的描述特性和發現上」，在固體和材料化學顯示 FY 2007年， NSF。 http://www.nsf.gov/mps/dmr/highlights/07highlights/ssmc.jsp
  23. J. Wang、 C.H. 李， V.K. Kayastha 和 Y.K. Yap， 「在聚氮化硼 Nanotubes 綜合的第一在討論會 K 的聚氮化硼 Nanotubes 和碳 Nanotubes 的成功和異質結， ： Nanotubes 和相關 Nanostructures， 2009 材料研究社團秋季會議， 4日 11月 30 12月，在波士頓，紙 K17.6。 http://www.mrs.org/s_mrs/doc.asp?CID=24490&DID=263661
  24. Y.K. Yap (編輯)， B-C-N Nanotubes 和相關 Nanostructures，演講附註在 Nanoscale 科學技術 (蹦跳的人)，第6捲， (2009)。 http://www.springer.com/materials/nanotechnology/book/978-1-4419-0085-2
  25. Y.K. Yap，國家科學基金會證書 # 0447555， 「事業： 綜合、在邊境碳材料的描述特性和發現上。 http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0447555

版權 AZoNano.com， Yoke Khin Yap 教授

Date Added: Apr 20, 2011 | Updated: Nov 8, 2012

Last Update: 8. November 2012 03:19

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