半導体SWNT配列の直径固有の成長 均一なMo2C固体触媒を使用する
Shuchen Zhang1, Lianming Tong1, Yue Hu1
1Center for Nanochemistry, Beijing Science and Engineering Center for Nanocarbons, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, State Key Laboratory for Structural Chemistry of Unstable and Stable Species, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|July 11, 2015
まとめ
均一なモリブデン炭化物 (Mo2C) ナノ粒子は,ナノエレクトロニクス用の直径を制御した半導体単一壁炭素ナノチューブ (s-SWNTs) の高収量成長を可能にします. この方法は,特定のMo2C触媒を用いて,直径が狭い配列の並べられたs-SWNT配列を生成します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 化学 化学は化学です.
背景:
- 半導体単壁カーボンナノチューブ (s-SWNTs) は,高度なナノ電子装置にとって極めて重要です.
- 特定の直径と高い純度を持つs-SWNTを達成することは,依然として大きな課題です.
- 調整されたs-SWNT配列の制御された合成は,デバイス製造に不可欠です.
研究 の 目的:
- 狭い直径の分布を持つ並べられた半導体単一壁の炭素ナノチューブ配列を生産する方法を開発する.
- 均一モリブデン炭化物 (Mo2C) ナノ粒子をs-SWNT成長のための固体触媒として使用することを調査する.
- メタリックSWNT (m-SWNT) に対するs-SWNTの選択的成長の触媒的メカニズムを理解する.
主な方法:
- オキシドモリブデン基の巨大クラスター (Mo132) を前体として使用して均一なMo2Cナノ粒子の製造.
- C2H5OH/H2のガス混合物を用いて,温度プログラムされた還元下で,前駆体炭化.
- 合成されたMo2Cナノ粒子を触媒として使用したクォーツ基板上に並べられたs-SWNT配列の成長.
- SWNTの直径とキラリティの特徴化のためのラーマン光譜法.
主要な成果:
- 高収量 (∼90%) と狭い直径分布 (∼1.0から1.3 nm間の85%) を有する並べられたs-SWNT配列が成功して合成されました.
- モノ分散型の均一なMo2Cナノ粒子は,低温でMoO3の形成を抑制することによって得られた.
- Mo2C触媒は選択的にC-O結合分裂を触媒化し,吸収された酸素 (Oads) によってm-SWNTsの好ましいエッチングを行った.
- 特定された主要なs-SWNTキラリティには (14, 4), (13, 6),および (10, 9) が含まれる.
結論:
- 均一なMo2Cナノ粒子は,並べられたs-SWNT配列の制御された成長のための効果的な固体触媒です.
- Mo2Cナノ粒子の狭いサイズ分散は,成長したSWNTの直径分布に直接影響を与えます.
- 触媒プロセスは,ナノエレクトロニクスアプリケーションにとって不可欠なs-SWNTの高収量生産を可能にします.
- このアプローチは,並べられたSWNTsのキラリティ制御された成長の経路を提供します.
