在a-和r-平面蓝宝石上单壁碳纳米管的无模板定向生长
Song Han1, Xiaolei Liu, Chongwu Zhou
1Department of Electrical Engineering-Electrophysics, University of Southern California, Los Angeles, California 90089, USA.
Journal of the American Chemical Society
|April 14, 2005
概括
研究人员在特定的蓝宝石基板上使用费里催化剂生长了高度对齐的单壁碳纳米管阵列. 这一突破使得可扩展的纳米管设备和系统成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWCNTs) 具有独特的电子和机械性能.
- 实现SWCNTs的受控生长和对齐对于设备应用至关重要.
- 当前的方法往往缺乏可扩展性或精确的方向控制.
研究的目的:
- 开发一种高通量方法,用于生长高度对齐的SWCNT数组.
- 调查催化剂类型和基质方向在SWCNT对齐中的作用.
- 探索这些对齐阵列对未来电子设备的潜力.
主要方法:
- 高通量化学蒸汽沉积 (CVD) SWCNTs的增长.
- 在各种蓝宝石基质方向 (a-平面,r-平面,c-平面,m-平面) 上利用费里丁作为催化剂.
- 使用显微镜和光谱学对纳米管长度,直径分布和对齐的表征.
主要成果:
- 在a-平面和r-平面蓝宝石基板上成功生长了高度对齐的SWCNT阵列.
- 在a平面蓝宝石上,对齐与[0001]方向是正常的,纳米管的长度为几十微米,直径窄 (1.34 ± 0.30 nm).
- 在c平面和m平面蓝宝石上没有观察到方向控制,或者在使用铁 (Fe) 膜而不是费里时没有观察到方向控制.
结论:
- 费里催化CVD使得在特定的蓝宝石基板上对齐的SWCNT阵列的受控,高通量增长.
- 基质结晶学方向和催化剂相互作用是实现纳米管对齐的关键因素.
- 这些对齐的SWCNT阵列对开发可扩展,可集成的基于纳米管的电子系统具有重大前景.
