Подавление металлической проводимости однослойных углеродных нанотрубок

Подавление металлической проводимости однослойных углеродных нанотрубок

При синтезе углеродных нанотрубок (УНТ) стандартными способами, к числу которых относятся газовый разряд, химическое осаждение и лазерная абляция паров (CVD), образуется приблизительно треть нанотрубок, владеющих железными особенностями, тогда как остальные УНТ являются полупроводниками. Для применения на практике УНТ нужно или обучиться выделять нанотрубки с определенными электронными чертями, или освоить способы управления этими чертями. Оба указанных подхода являются предметом активных изучений

Так, в Cornell Univ. (США) развит химический способ подавления железной проводимости однослойных УНТ, основанный на применении реакции циклического присоединения. Эффект подавления основан на механизме проводимости УНТ, что связан с существованием двойных связей в их электронной структуре. Разрыв двойной связи в следствии реакции циклического присоединения ведет к локализации части электронов проводимости и тем самым к замене железного характера проводимости на полупроводниковый.

В качестве исходного материала применяли однослойные УНТ, полученные в следствии термокаталитического разложения СО большого давления (HiPco). Образцы нанотрубок составляли разветвленную сетевую структуру, которую диспергировали в органическом растворителе. Тем самым приобретали разветвленную перколяционную сеть, проводящие особенности которой характеризуются величиной тока включения.

В качестве аддуктов авторы применяли или перфтор-2(2-фторсульфо-нилэпокси) пропилвинил (PSEPVE), или перфтор (5-метил-3,6-диоксанон-1-эме) (PMDE).

Измерения продемонстрировали, что и в том и другом случае по мере повышения степени функционализации образцов указанными радикалами отмечается значительное понижение величины тока включения, что соответствует трансформации механизма проводимости с железного на полупроводниковый. Так, повышение мольного содержания аддукта в примере PSEPVE с 0 до 0,04 ведет к понижению тока включения на 6–7 порядков величины – с 10-4 А до 10-12-10-11 А, в зависимости от межэлектродного расстояния.

Наряду с этим оказалось, что мольного содержания аддукта на уровне 0.018 достаточно для фактически полного превращения всех железных УНТ в полупроводниковые. Тем самым установлено, что реакция циклоприсоединения есть действенным средством действия на электронные особенности однослойных УНТ.

А. Елецкий

  • 1. M.Kanungo et al., Science 323, 234 (2009)

Опубликовано вNanoWeek,

  • Прошлая статья:Чипы на графене смогут снять ограничения на скорость работы микросхем
  • Следующая статья:Изучение русского рынка нанотехнологий

Углеродные нанотрубки


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: