单根多晶—非晶碳纳米线圈的电学性质的研究

发布时间：2020-12-31 21:13

　　准一维碳纳米线圈（CNCs）,由于其特异的空间构象和纳米尺度,有望产生新奇的光、热、力、电特性,特别是在纳米电子器件以及微纳机电系统领域都极具应用前景。国际上对碳纳米线圈的特性研究尚处于起步阶段,仅仅揭示了一些基本的力学、电学、热学和电子结构方面的特性,但是研究很不系统。特别是对于单根多晶-非晶碳纳米线圈（CNC）的导电性的研究不够深入,碳纳米线圈在纳米传感器等方面的应用都依赖于其导电性的变化,因此,对于碳纳米线圈的导电性的研究意义重大。本文以单根碳纳米线圈的导电性为中心,以物质结构和电子结构两方面研究为基础,将实验与理论结合,对单根碳纳米线圈的导电性开展一系列的实验测量,结合多尺度计算模拟,揭示由于准一维的螺旋性和独特的多晶-非晶体系带来的新奇物理特性,特别是原子结构和相应的电子结构、以及由此而产生的电导率响应特性,从而构建出碳纳米线圈整体基础物理图像。这项研究,将不仅丰富我们对于低维碳纳米材料基础物理的认识,而且有望揭示某些纳米尺度上的新现象和新效应,也将为发展新一代的微纳机电系统等纳米器件提供基础器件和构造基元。本文首先使用二次磁控溅射和光刻的方法制作出所需要的载有单根CNC的四... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１．２．１单壁与多壁碳纳米管的结构??

图１．１．３．１应用电弧放电法制备碳纳米管过程图??Ｆｉｇ．?１．１．３．１?ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｍａｋｉｎｇ?ＣＮＴｓ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ａｒｃ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ??气相沉积法??种方法是最简单的，其具体过程是将一块载有催化剂的基板放进加热炉里，随后逐渐通入乙炔类含碳气体，气体在分解的同时会产生自由的碳原子，??下降，产生的碳原子会重新结合形成碳纳米管。这种方法成长碳纳米管的甚至到１００％，是目前工业化制备碳纳米管的最简单的方法。??

图１．１．３．２化学气相沉积法成长碳纳米线圈示意图??Ｆｉｇ．?１．１．３．２?ｔｈｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｖａｐｏｒ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ??１．１．３．２所示为实验室中常用生产碳纳米管装置示意图，在石英管中放置载有，加热的同时引入碳源，碳纳米管会成长在载有催化剂的基板上。??光轰击法??弧放电法类似，只是将金属棒换为石墨棒，用脉冲激光代替电加热使碳汽碳纳米管。激光轰击法一般产率可达７０％，但由于其成本特别高，所需激，所以应用比较小。??碳纳米管的性质及应用??磁特性??纳米管内，由于电子的量子限域的影响，电子只能是沿着碳纳米管的石墨，因此碳纳米管能够表现出独特的电学方面的性质。由于碳纳米管具有独对于电磁波的吸收优于其他材料，在移动通信、电动汽车和国防科研等方用前景。??


本文编号：2950324