1 / 17

Właściwości nanorurek węglowych

Właściwości nanorurek węglowych. Karol Fietkiewicz Opiekun: prof..dr.hab. Ireneusz Strzałkowski. Plan prezentacji:. Odkrycie nanorurek węglowych. Budowa nanorurek. Powstawanie. Właściwości : Mechaniczne Chemiczne Elektryczne Zastosowania nanorurek. Bibliografia.

meris
Télécharger la présentation

Właściwości nanorurek węglowych

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Właściwości nanorurek węglowych Karol Fietkiewicz Opiekun: prof..dr.hab. Ireneusz Strzałkowski.

  2. Plan prezentacji: Odkrycie nanorurek węglowych. Budowa nanorurek. Powstawanie. Właściwości : Mechaniczne Chemiczne Elektryczne Zastosowania nanorurek. Bibliografia

  3. Nowe alotropowe odmiany węgla. IX 1985 rok, Uniwersytet Rice’a. Harry Kroto, Rick Smalley , Bob Curl odkrywają i badają odmianę węgla C60, i inne fullereny [1]. Fullereny - sferyczne cząsteczki zbudowane całkowicie z węgla, z wysyconymi wiązaniami C-C.

  4. Nowa alotropowa odmiana węgla :nanorurki. . Latem 1991 roku Sumio Iijima odkrywa koncentryczne nanorurki węglowe (Carbon nanotubes), w „sadzy” powstałej przez przepuszczanie prądu między węglowymi elektrodami. Typowa średnice to około 1-3nm, dochodzące do 50nm. Typowe długości to kilka 1-100um. rekordowe kilka mm W 1993 Iijima odkrywa pojedyncze (single-wall) nanorurki.

  5. Budowa. Nanorurka wygląda jak zwinięty arkusz grafitu (wiązanie sp2), często zakończony pół-sferami fullerenów. Mała reaktywność chemiczna. Możliwe różne kąty skręcenia nanorurek. Wielościenne nanorurki – układ koncentrycznych nanorurek, oddzielonych przerwą 0.336nm.

  6. Budowa. Skręt płaszczyzny grafitowej w nanorurce zależy od promienia nanorurki, i wektora chiralności. Trzy typy nanorurek – ZIGZAG, ARMCHAIR i CHIRAL

  7. Budowa nanorurek.

  8. Powstawanie. Iijima - wzrost na elektrodach grafitowych, silne pole elektryczne, atmosfera helowa. Do 50um długości , mało defektów, 20%wydajność. CVD z węglowodorów w obecności katalizatora (Ni, Fe, Co) 800 – 1400 K. Do 100% wydajności, wielościenne, z defektami. (Morinubo Endo) Odparowanie z grafitu laserem. Do 70%, jednościenne, z małą ilością defektów. (Richard Smalley).

  9. Właściwości mechaniczne. Moduł Younga na zginanie około 10^12 N/m czyli 1.1 TPa (1996rMichael Ireacy, Ebbesen, M.Gibson). Na rozciąganie 3700GPa ( włókna węglowe max 800GPa ) Rozerwanie nanorurki przy 40% wydłużeniu. Odkształcenie elastyczne.

  10. Właściwości mechaniczne. Moduł Younga na zginanie około 10^12 N/m czyli 1.1 TPa (1996rMichael Ireacy, Ebbesen, M.Gibson). Na rozciąganie 3700GPa ( włókna węglowe max 800GPa ) Rozerwanie nanorurki przy 40% wydłużeniu. Odkształcenie elastyczne.

  11. Właściwości. Odporność na temperaturę do 700stC w powietrzu, duża przewodność cieplna. Nanorurki mogą zatrzymywać we wnętrzu różne rodzaje atomów, od metali, przez tlenki metali, nawet do kompleksów fullerenowych (Interkalowanie) Interkalowanie metalami (np. Srebrem) pozwala wprowadzić dodatkowe elektrony do nanorurki, i uzyskać nowe właściwości przewodnictwa (nadprzewodnictwa)

  12. Właściwości elektryczne. Wraz ze wzrostem średnicy nanorurki rośnie ilość dozwolonych wektorów falowych dla elektronów. Przerwa energetyczna dla rurek półprzewodnikowych maleje ze wzrostem średnicy rurek (dla 3nm w 300K ). Elektrony poruszają się balistycznie G=2e2/h czyli około 6.5kW, niezależnie od długości. Przewodzenie prądów do 1GA/cm2. Poniżej 20K pojedyncze nanorurki stają się nadprzewodnikami. Pole krytyczne to około 5T. Silna emisja polowa przy małych napięciach do 1A/cm2.

  13. Zastosowania. Nanoelektronika – zastosowanie nanorurek jaki nanodiód, nanotranzystorów FET (do 1THz) Nanoprzewodów w temperaturze pokojowej. Logika cyfrowa oparta na nanorurkach, bramki logiczne.

  14. Zastosowania. Oscylatory oparte na zamkniętych nanorurkach , Interferometry na zamkniętych nanorurkach, doskonałe do obserwowania kwantyzacji transportu elektronowego, czułe na pole magnetyczne.

  15. Zastosowania. Nowe udoskonalone mikroskopy skaningowe, z zakończeniem wykonanym z nanorurki (STM) , pozwalają na osiągnięcie dużo lepszej jakości skanowana.

  16. Zastosowania. Silna emisja polowa (emisja elektronów ) przy małych napięciach (V) pozwala już obecnie na produkcje zimnych katod, do wytwarzania wysoko kontrastowych wyświetlaczy, kilkanaście razy mniej energii od klasycznych kineskopów (Ise Elektronics, Japan). Emitery polowe dla fal elektromagnetycznych o częstościach mikrofalowych

  17. Bibliografia. Physics World 6/2000. Świat Nauki, 8/2000. Świat Nauki 2/2001. Hugh Aldersey – Williams „Najpiękniesza Molekuła” Zasoby internetu – Strony Phisics World

More Related