Сортировка однослойных углеродных нанотрубок с помощью УФ облучения

-->

ПерсТ неоднократно освещал проблему разделения углеродных нанотрубок (УНТ) по их характеристикам. От успешного решения этой проблемы зависит возможность реализации перспектив использования УНТ в наноэлектронике.

В частности, для работы полевого транзистора пригодны только нанотрубки, обладающие полупроводниковыми характеристиками, в то время как использование для этой цели нанотрубок с металлическими характеристиками приведет к короткому замыканию и разрушению цепи. В настоящее время разработано уже несколько подходов к селекции нанотрубок. Эти подходы основаны главным образом на проведении химических реакций, скорость которых зависит от электронных свойств нанотрубки.

Недавно в результате исследований, выполненных в Пекинском университете (Китай) было установлено, что селекция может быть произведена благодаря различному характеру взаимодействия однослойных УНТ разного типа с ультрафиолетовым излучением. Нанотрубки со средним диаметром 1,2 нм были выращены на сапфировой подложке при температуре 850оС в присутствии катализатора на основе железа в результате пропускания смеси аргона с парами этанола и небольшим количеством (на уровне 3%) паров воды. Полученную таким образом матрицу из высокоупорядоченных однослойных УНТ облучали светом электродуговой ксеноновой лампы мощностью 500 Вт, имеющей широкополосный спектр и широко используемой в качестве симулятора солнечного излучения. Интенсивность облучения в спектральном диапазоне от 0,18 до 11 мкм составляла около 75 мВт/см2.

Наблюдения, выполненные с помощью атомного силового микроскопа, показали, что облучение образцов привело к разрушению части УНТ. При этом оказалось, что в наибольшей степени подвержены разрушению нанотрубки меньшего диаметра (d < 1,3 нм). Эти выводы нашли свое подтверждение в спектрах КР образцов, измеренных до и после облучения. Кроме того, анализ спектров КР образцов облученных и необлученных нанотрубок позволил сделать вывод о преимущественном разрушении нанотрубок с металлической проводимостью в результате облучения образцов. Так, облучение в течение 30 мин. образца, содержащего 370 нанотрубок с металлической проводимостью и 327 нанотрубок с полупроводниковыми свойствами, привело к разрушению 221 металлической нанотрубки (59,7%) и лишь 17 (5,2%) полупроводниковых нанотрубок.

Таким образом, скорость разрушения металлических нанотрубок в 13 раз превосходит этот параметр для полупроводниковых УНТ. Сформулированные выводы о преимущественном разрушении УНТ с металлическими характеристиками подтверждаются результатами сравнительных измерений транспортных характеристик образцов.

Автор – А.В. Елецкий

  • 1. Y.Zhang et al., J. Phys. Chem. 112, 3849 (2008)
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ПерсТ: Сортировка однослойных углеродных нанотрубок с помощью УФ облучения