Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen
Summary
Anodik ark deşarjı çeşitli karbon nanoyapıların sentezlemek için en pratik ve verimli yöntemlerden biridir. Ark kontrol edilebilirlik ve esnekliğini artırmak için, homojen olmayan bir manyetik alan, büyük ölçekli grafen gevreği ve yüksek saflıkta tek duvarlı karbon nanotüpler, tek adımlı bir sentez süreci ile tanıştı.
Abstract
Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT) ve grafen Karbon nanoyapıların günümüzde moleküler sensörler, alan etkili transistör ve süper ince ve esnek 1-4 elektronik cihazlar için çok umut verici bir uygulama nedeniyle bilim adamları bir tufan ilgi çekmektedir . Anodik ark deşarjı anot malzemesi erozyon tarafından desteklenen gelişmekte olan yapıları göreceli olarak daha yüksek sıcaklıkta, belirli bir denge dışı süreçler ve yüksek karbon malzemenin bir akını sağlayabilir en pratik ve en etkili yöntemlerden biri, ve dolayısıyla- sentezlenmiş ürünler birkaç yapısal kusurlar ve daha iyi kristallik var.
Ark deşarjı karbon nanoyapıların sentezini kontrol edilebilirlik ve esnekliği artırmak, manyetik alanlar ark plazmasının güçlü manyetik yanıtlarına göre sentez işlemi sırasında uygulanan olabilir. Gösterildi manyetik gelişmiş ark discharge gibi grafen sentezi 8 yol, SWCNT 5 ortalama uzunluğu artırmak, metalik katalizör parçacıklarını ve karbon nanotüpler 6 çapı dağılımı dar, metal ve yarı iletken karbon nanotüpler 7 oranı değiştirebilir .
Ayrıca, homojen olmayan bir manyetik alan yay mevcut normal bileşeni ile tanıştığında, plazmalar jet J × B yönde boyunca Lorentz kuvveti oluşturmak ve karbon iyon parçacıkların etkin bir şekilde sağlanabilmesi yapmak ve vurgulamak faydalı olacaktır örnekler ısı akısı. Sonuç olarak, aynı anda, büyük ölçekli grafen gevreği ve yüksek saflıkta tek duvarlı karbon nanotüpler bu yeni manyetik gelişmiş anodik ark yöntemi ile üretildi. Arc görüntüleme, taramalı elektron mikroskobu (SEM), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve Raman spektroskopisi karbon nanoyapıların karakterizasyonu analiz istihdam edilmiştir. Bu bulgular;fırsatlarının geniş spektrumlu yay koşullarını kontrol yoluyla plazmalardaki üretilen nanoyapıların özellikleri ile işlemek için.
Protocol
Discussion
Interelectrode boşluğu daimi mıknatıs alttan h = 75 mm uzaklıkta yerleştirilir olduğu durumda, Şekil 1b ve 1d gösterilen görüntü kareleri, mıknatıs pozisyon değişimi (mıknatıs kayma test dikkat edilmelidir Şekil 1c gösterildiği J × B kuvvet yönünde karşılık gelen x-yönünde ark jet akış sapma z-ekseni üzerinde mıknatıs dönüm) sonuçları boyunca. Aynı zamanda yay plazma sütun geometri anot nikel katalizör kaldırarak değişmedi old…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Plazma Bilim ve Teknoloji NSF / DOE Ortaklığı tarafından desteklenen (NSF Hibe No CBET-0.853.777 ve DOE Grant No DE-SC0001169), STTR Faz I projesi (NSF STTR FAZ I No.1010133). Yazarlar, yay deneyleri destekleyen Fusion Enerji Bilimler Office tarafından desteklenen PPPL Offsite Araştırma Programı teşekkür etmek istiyorum.
Materials
Table of specific reagents and equipment:
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| Methanol | Acros Organics | 423950010 | |
| Nickel powder | Alfa Aesar | 10581 | |
| Yttrium powder | Acros Organics | 318060050 | |
| Graphite powder | Alfa Aesar | 40799 | |
| Hollow graphite rod | Saturn Industries | POCO EDM 3 | |
| Permanent magnet | McMaster-Carr | 57315K51 | |
| Molybdenum sheet | Dingqi Sci. and Tech. | 080504-11 | |
| Ultrasonic dismembrator |
Fisher Scientific | Model 150T | |
| Hall-effect gaussmeter | AI | Model 100 | |
| Welding power supply | Miller Electric | Gold Star 600SS | |
| Vacuum pump | J/B | DV-85N | |
| SEM | Zeiss | LEO 1430VP | |
| TEM | JEOL | 1200 EX | |
| Raman | Horiba | HR800 |
References
- Dai, H. J. Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes. Nano. 1, 1-13 (2006).
- Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors. Applied Physics Letters. 95, 221107-221107 (2009).
- Gabor, N. M., Zhong, Z. H., Bosnick, K., Park, J., McEuen, P. L. Extremely Efficient Multiple Electron-Hole Pair Generation in Carbon Nanotube Photodiodes. Science. 325, 1367-1371 (2009).
- Liu, C. Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature. Science. 286, 1127-1129 (1999).
- Keidar, M. Magnetic-field-enhanced synthesis of single-wall carbon nanotubes in arc discharge. Journal of Applied Physics. 103, 094318-094318 (2008).
- Li, J., Volotskova, O., Shashurin, A., Keidar, M. Controlling Diameter Distribution of Catalyst Nanoparticles in Arc Discharge. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11, 10047-10052 (2011).
- Volotskova, O. Tailored Distribution of Single-Wall Carbon Nanotubes from Arc Plasma Synthesis Using Magnetic Fields. Acs. Nano. 4, 5187-5192 (2010).
- Volotskova, O. Single-step synthesis and magnetic separation of graphene and carbon nanotubes in arc discharge plasmas. Nanoscale. 2, 2281-2285 (2010).
- Farhat, S., Scott, C. D. Review of the arc process modeling for fullerene and nanotube production. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 6, 1189-1210 (2006).
- Keidar, M. Increasing the length of single-wall carbon nanotubes in a magnetically enhanced arc discharge. Applied Physics Letters. 92, 043129-043129 (2008).
- Ferrari, A. C. Raman spectrum of graphene and graphene layers. Physical Review Letters. 97, 187401-187401 (2006).
