Структура нанокомпозитов одномерный кристалл катионного проводника@одностенная углеродная нанотрубка по данным электронной микроскопии

• Автор: Кумсков, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Список сокращений

ОСНТ - одностенные углеродные нанотрубки

МСНТ - многостенные углеродные нанотрубки

ДСНТ - двуслойные углеродные нанотрубки

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

ВРЭМ - высокоразрешающая электронная микроскопия

СТМ - сканирующая туннельная микроскопия

СТС - сканирующая туннельная спектроскопия

НТ - нанотрубки

CVD - химическое осаждение из газовой фазы (chemical vapor deposition)

НЭМС - наноэлектромеханические системы

Х:ОСНТ - допированные нанотрубки
Х-ОСНТ - функционированные нанотрубки
Х/ОСНТ - декорированные
Х@ОСНТ - заполненные нанотрубки
Х*ОСНТ - гетерогенные трубки
1D - одномерный (кристалл)
2D - двумерный (кристалл)
3D - трехмерный (кристалл)
Cs - коэффициент сферической аберрации
Сс - коэффициент хроматической аберрации
Dm - диаметр нанотрубок
Dcp - средний диаметр нанотрубок
(n,m) - индексы хиральности нанотрубок
dc - расстояние на изображении между кластерами углерода в
нанотрубке
hex - гексагональная (структура)
cubic — кубическая (структура)
t - расположение катионов в тетраэдрических пустотах
о - расположение катионов в октаэдрических пустотах
CCD - прибор с зарядовой связью (Charge-Coupled Device)
EDX - энергодисперсионный рентгеновский спектральный анализ
(Energy-dispersive X-ray spectroscopy)
EXAFS - протяженная тонкая структура рентгеновского спектра поглощения (Extended X-Ray Absorption Fine Structure)
XPS - фотоэлектронная спектроскопия (X-ray photoelectron spectroscopy)
XANES - припороговая спектроскопия высокого разрешения (X-ray
Absorption Near Edge Structure)
XES - рентгеновская эмиссионная спектроскопия (X-ray emission
spectroscopy)
LEED - дифракция медленных электронов (Low-energy electron diffraction)
EELS - спектроскопия характеристических потерь энергии электронами
(Electron energy loss spectroscopy)

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Одностенные углеродные нанотрубки
1.2. Методы получения ОСНТ
1.2.1. Электродуговой метод
1.2.2. Лазерное распыление
1.2.3. Метод химического осаждения из газовой фазы (СТ))
1.3. Свойства одностенных углеродных нанотрубок
1.3.1. Электронные свойства ОСНТ
1.3.2. Измерение сопротивления ОСНТ
1.3.3. Магнитные свойства ОСНТ
1.3.4. Оптические свойства ОСНТ
1.3.5. Механические свойства ОСНТ
1.4 Применение ОСНТ
1.5 Заполнение ОСНТ различными материалами
1.6. Формирование кристаллов во внутреннем канале ОСНТ
1.6.1. Заполнение ОСНТ в процессе их роста {т-зНи)
1.6.2. Ех-яИи заполнение ОСНТ
1.7. Структура и свойства композитов «Ш кристалл@ОСНТ» (Х@ОСНТ)
1.8. Графен
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И АППАРАТУРА
2.1. Получение ОСНТ
2.2. Заполнение нанотрубок и кристаллизация во внутреннем канале
2.3. Высокоразрешающая электронная микроскопия (ВРЭМ)
2.4. Образцы для электронной микроскопии
2.5. Обработка изображений и моделирование
ГЛАВА 3. ВРЭМ НАНОТРУБОК И НАНОКОМПОЗИТОВ (МЕТАНАНОТРУБОК Х@ОСНТ) НА ИХ ОСНОВЕ

3.1. Электронная микроскопия ОСНТ
3.2. ВРЭМ 1 DCuBr@OCHT
3.2.1. Гексагональная анионная подрешетка
3.2.2. lDCuBr@OCHT. Кубическая анионная подрешетка
3.3. ВРЭМ 1 DAgBr@OCHT
3.3.1. Гексагональная анионная подрешетка
3.3.2. lDAgBr@OCHT. Кубическая анионная подрешетка и «сверхрешетка»
3.4. 1DCuI@OCHT. Гексагональная и кубическая анионные подрешетки
3.5. Энергодисперсионных рентгеновский спектральный анализ
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ПОВЕДЕНИЯ НАНОТРУБОК И
НАНОКОМПОЗИТОВ (МЕТА-НАНОТРУБОК Х@ОСНТ) НА ИХ ОСНОВЕ ПОД ПУЧКОМ ЭЛЕКТРОНОВ
4.1. Осцилляция кристаллов 1D Cul во внутреннем канале ОСНТ
4.2. Выход Cul через микродефекты в ОСНТ
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ 1D КРИСТАЛЛ@ОСНТ (МЕТА-НАНОТРУБОК Х@ОСНТ) ПРИ ПОНИЖЕННОМ УСКОРЯЮЩЕМ НАПРЯЖЕНИИ, ВЛИЯНИЕ ТЕПЛООТВОДА
5.1. Использовние пониженного ускоряющего напряжения
5.2. Влияние теплоотвода (использование в качестве подложек тонких слоев графита)
5.3. Структура нанокомпозита lDSnTe@OCHT
ОБСУЖДЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.5 Заполнение ОСНТ различными материалами
Электронные свойства бездефектных ОСНТ очень чувствительны к их геометрической структуре и полностью определяются вектором хиральности нанотрубки [34,82]. В зависимости от структуры углеродные НТ могут проявлять как металлический, так и полупроводниковый характер проводимости [14]. Однако, сильная зависимость функциональных свойств от вектора свертки (и, в частности, от диаметра) нанотрубки является не только достоинством, но и серьезным недостатком углеродных наноструктур: несмотря на то, что одностенные нанотрубки были открыты 20 лет назад, эффективных методов получения или выделения ОСНТ, обладающих заданной хиральностью, в настоящий момент практически не существует [63,83]. В связи с этим, особый интерес представляет поиск методов направленного изменения электронных свойств одностенных углеродных нанотрубок, без необходимости их разделения по хиральности [62].
ОСНТ, полученные электро-дуговым методом, обладают четко выраженной атомной структурой, сверхмалым диаметром 1,34-1,47 нм и максимальным среди всех известных структур параметром геометрической анизотропии, что делает их исключительно привлекательными в качестве темплата при формировании одномерных нанокристаллов во внутренних каналах нанотрубок [6]. Химический дизайн ОСНТ путем их заполнения подходящими электропроводящими, оптическими или магнитными материалами позволяет создать новый класс наноструктур на основе нанотрубок, перспективных в качестве активных элементов электронных устройств и цепей. При этом внедрение материала во внутренний канал нанотрубки может приводить как к полному изменению зонной структуры нанотрубки (при эффективном взаимодействии внедренного нанокристалла со стенками нанотрубки, как, например при фторировании трубок) [31], так и приводить лишь к смещению электронной плотности в приближении жесткой зонной структуры [84]. В простейшем случае, внедрение донора электронов (с