Введение в нанотехнологию. Рухов А.В - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Диаметры ОУНТ находятся в диапазоне 0,3 … 5 нм.
Отличительными особенностями ОУНТ являются простота их строения, меньшее число дефектов и, как следствие,
высокие механические и физико-технические характеристики. Вместе с тем следует отметить, что практическое применение
этих наноструктур ограничивается электроникой и приборостроением, где требуется сравнительно небольшое количество
углеродных нанотрубок высокого качества.
Порядок выполнения работы
1. Изучить представленные методические указания.
2. Получить от преподавателя изображение ОУНТ, полученное методом зондовой микроскопии субатомного
разрешения или молекулярного дизайна.
3. Определить ось симметрии ОУНТ.
4. Любым доступным методом определить угол хиральности Θ.
5. На кристаллографически эквивалентный двухмерный графеновый лист нанести развёртку ОУНТ.
6. Определить направление единичных векторов
a
1
и
a
2
.
7. Построить вектор хиральности
C
h
. Методом треугольника или параллелограмма определить значения индексов
хиральности
n
и
m
. Определить угол вращения Ψ и трансляция
τ.
8. Используя формулу (9), проверить правильность определённого угла хиральности по пункту 4 (погрешность не
более 5%).
9. Используя формулу (8), рассчитать диаметр ОУНТ.
10. Сделать выводы об электрических свойствах представленной ОУНТ.
Практическое задание 3
МНОГОСЛОЙНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ И НАНОВОЛОКНА
Цель занятия
: изучить структуру многослойных углеродных нано-трубок и нановолокон, научиться определять их
геотермические параметры и морфологию.
Методические указания.
Многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) отличаются от однослойных значительно
более широким разнообразием форм и конфигураций. Разнообразие структур проявляется как в продольном, так и в
поперечном направлении.
Возможные разновидности поперечной структуры многослойных нанотрубок представлены на рис. 7. Структура типа
матрёшки (
russian dolls
) (рис. 7,
а
) представляет собой совокупность коаксиально вложенных друг в друга однослойных
цилиндрических нанотрубок. Другая разновидность этой структуры (рис. 7,
б
) представляет собой совокупность вложенных
друг в друга коаксиальных призм. Последняя из приведённых структур (рис. 7,
в
) напоминает свиток (
scroll
).
Рис. 7. Модели поперечных структур многослойных нанотрубок:
а
– матрёшка;
б
– шестигранная призма;
в
– свиток
Структура экспериментально наблюдаемых МУНТ во многом отличается от представленной выше идеализированной
картины. Прежде всего это касается дефектов, наличие которых в МУНТ приводит к искажению их структуры. Так,
присутствие пяти- и семичленных циклов в структуре не приводит к нарушению их цилиндрической формы, причём при
внедрении пятичленного цикла образуется выпуклый изгиб, а при внедрении семичленного – вогнутый.
Для всех структур на рис. 7 характерно значение расстояния между соседними графитовыми слоями, близкое к
величине 3,4 Å, присущей расстоянию между соседними плоскостями кристаллического графита, а у дефектных МУНТ оно
может достигать 0,4 … 0,5 нм.
Межслоевое расстояние
d
c
в бездефектных МУНТ зависит от диаметра трубок
D
тр
и уменьшается по мере его
увеличения:
2
тр
1,0344,0
c
D
ed
−
+=
. (11)
Число слоёв чаще всего составляет не больше 10, но в отдельных случаях достигает нескольких десятков.
а
)
б
)
в
)

Страницы