Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
Т перпендикулярно связям С-С в углеродных шестиугольниках по направлению C
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
| Т
перпендикулярно связям С-С в углеродных шестиугольниках по направлению C h тогда образуется кресельная структура, показанная на рис. 1.15. Сворачивание вокруг других ориентаций вектора Т относительно графитового листа дает, например, киральную структуру УНТ, тогда возникает спиральный ряд атомов углерода. Рис. 1.15. На графитовом листе показаны базисные вектора 1 2 , a a двумерной элементарной ячейки и направление оси, вокруг которой сворачивается лист при образовании кресельной структуры.[1] Наиболее распространена стабильная нанотрубка с диаметром 1.36 нм заканчивающаяся полусферой С 240 также обладающая стабильностью. Многослойные нанотрубки имеют структуру типа русской матрешки , которая представляет собой совокупность коаксиально вложенных друг в 28 друга однослойных цилиндрических нанотрубок, которые можно вытянуть как телескопическую антенну специальным манипулятором, или совокупность вложенных цилиндрических шестигранных призм в сечении, или свиток . См.рис.1.16. Рис. 1.16. Модели поперечных структур многослойных нанотрубок. а) русская матрешка, б) шестигранная призма, в) свиток [2] Электронные свойства нанотрубок Для УНТ установлена однозначная связь между структурой и проводящими свойствами. Они могут быть металлическими или полупроводниковыми в зависимости от диаметра и киральности. Изменение киральности и радиуса УНТ приводит к изменению ширины запрещенной зоны, которая представляет собой монотонно спадающую функцию радиуса. На рис. 1.17. показана зависимость ширины запрещенной зоны g однослойной нанотрубки от радиуса 0 / d R R d . Она выражена в единицах энергии взаимодействия двух – электронов, принадлежащих соседним атомам углерода в графитовой решетке. Сплошной линией показана зависимость 1/ g R , 0 0,143 d нм . Рис.1.17. Зависимость ширины запрещенной зоны от радиуса нанотрубки [2]. 29 Сопротивление прямолинейного участка однослойной нанотрубки без нагрузки составляет 10 Ком. Изгиб нанотрубки на угол 105 о приводит к увеличению её сопротивления в 100 раз. В металлическом состоянии проводимость нанотрубок оценочно составляет 10 9 А/см 2 , что превышает плотность тока через медный провод в тысячу раз. Температурная зависимость изогнутого участка нанотрубки проявляет полупроводниковые свойства. Электронная проводимость нСм T , где 1, 4 . Значения свидетельствуют о туннельном механизме переноса электронов через изогнутый участок нанотрубки. Сопротивление однослойных нанотрубок с металлической проводимостью составляет 3 кОм и значительно меньше сопротивления контактов. Это означает, что электроны, даже при комнатной температуре, проходят без рассеяния всю длину нанотрубки 1мкм, баллистически, без рассеяния. В металлическом состоянии проводимость нанотрубок оценочно составляет 10 9 А/см 2 , что превышает предельную плотность тока через медный провод, при которой он плавится, в тысячу раз. Сопротивление однослойной нанотрубки с полупроводниковой проводимостью составляет около 60 Мом. Проводимость многослойных нанотрубок носит сложный характер. Проводимость внешней оболочки можно описать за счет квантового баллистического механизма. Проводимость внутренних слоев нанотрубки носит диффузионный характер. Согласно измерениям для многослойных нанотрубок с диаметром D от 3 до 40 нм сопротивление / жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|