单壁碳纳米管的单向增长
Naoki Ishigami1, Hiroki Ago, Tetsushi Nishi
1Graduate School of Engineering Sciences and Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University, Kasuga, Fukuoka 816-8580, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|December 5, 2008
概括
单壁碳纳米管 (SWNTs) 的受控生长在有模式的催化剂上单向实现. 这一突破与其他基板上的双向生长形成鲜明对比,突出显示了面层原子排列对于指导纳米管合成的重要性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWNTs) 是具有多种应用的关键纳米材料.
- 控制SWNT的生长方向对于制造先进的纳米设备至关重要.
- 现有的方法往往导致双向或随机增长模式.
研究的目的:
- 为了实现SWNT的单向增长,使用一种新的催化剂模式方法.
- 为了研究基质表面原子排列对SWNT生长方向的影响.
- 为了对比不同基板上观察到的单向增长和双向增长.
主要方法:
- 在r平面蓝宝石基板上对- (Co-Mo) 盐催化剂的定型沉积.
- 通过化学蒸汽沉积 (CVD) 的SWNTs的生长.
- 在r平面蓝宝石,a平面蓝宝石和ST切割石英上对SWNT生长的比较分析.
主要成果:
- 在r平面蓝宝石上的有图案的Co-Mo催化剂上成功地证明了SWNTs的单向增长.
- 在a平面蓝宝石和ST切割石英基板上观察到双向SWNT生长.
- 观察到的增长模式独立于气体流动力学.
结论:
- r平面蓝宝石基质的不对称表面原子排列是使单向SWNT生长成为可能的主要因素.
- 在特定的蓝宝石晶体平面上的催化剂模式为指导SWNT合成提供了一条途径.
- 这种受控生长方法为精确制造基于纳米管的电子元件打开了可能性.
