Селективное обратимое окисление однослойных углеродных нанотрубок

Углеродная нанотрубка (УНТ) представляет собой сверхминиатюрное электронное устройство, которое возможно использовано в качестве элемента интегральной схемы. Параметры для того чтобы устройства (ширина запрещенной территории, проводимость и другие) зависят от структурных черт нанотрубки, таких как хиральность и диаметр (угол между осью нанотрубки и гексагональной плоскостью, из которой эта нанотрубка составлена).

Так, кое-какие из синтезируемых нанотрубок владеют железной проводимостью, а другие характеризуется полупроводниковыми особенностями, причем ширина запрещенной территории этих полупроводников изменяется в зависимости от хиральности и диаметра в достаточно широких пределах. Потому, что при массовом синтезе нанотрубок их параметры характеризуются большим разбросом, главная неприятность, которая должна быть решена на пути применения на практике УНТ в наноэлектронике, пребывает в необходимости селективного отбора УНТ с заданными электронными чертями.

На данный момент неприятность разделения УНТ, владеющих разными электронными чертями, исследуется во многих лабораториях мира. Среди разных подходов, предлагаемых для ответа данной неприятности, самые перспективным представляется способ, основанный на селективном проведении химических реакций. Возможности этого способа были, например, показаны сравнительно не так давно авторами работы, выполненной в одном из колледжей штата Массачусетс (США) [1].

В качестве окислителя применяли синглетный кислород, присоединение которого к однослойным УНТ проводили в суспензии тетрагидрофурана (ТГФ) под действием излучения вольфрамо-галогенной лампы. Для получения синглетного кислорода применяли реакцию молекулярного кислорода с тетрафенилпорфином, под действием УФ облучения.

По окончании завершения реакции окисления нанотрубки промывали этанолом, в течение 10 мин. центрифугировали и четырежды профильтровывали для удаления тетрафенилпорфина. Факт окисления нанотрубок регистрировали по трансформации спектров поглощения в видимой области, на которых в следствии окисления исчезали узнаваемые изюминки, которые связаны с сингулярностями Ван Хова. В следствии отжига окисленных образцов УНТ в вакууме при температуре 200оС в течение 2 часов указанные изюминки восстанавливались, что свидетельствовало об обратимом характере окисления.

Обработка спектральных данных говорит о том, что скорость реакции окисления для УНТ, владеющих железной проводимостью, значительно превышает соответствующую величину для полупроводниковых нанотрубок. Так, окисление полупроводниковых нанотрубок было зарегистрировано лишь через 15 часов наблюдений, тогда как железные нанотрубки окислялись уже на первом часу опыта.

Тем самым возможно заключить, что окисление УНТ синглетным кислородом имеет обратимый темперамент, причем реакция характеризуется селективностью по отношению к железным УНТ. Результат возможно положен в базу процесса отделения нанотрубок, владеющих полупроводниковыми особенностями, от железных УНТ, что открывает возможности применения УНТ в наноэлектронике.

Создатель – А.В. Елецкий

• 1. M.A.Hammon et al., Chem. Phys. Lett. 447, 1 (2007)

Случайные записи:

• Химики впервые собрали стабильный пятиугольник из азота
• Награждение победителей конкурса нир и семинар с участием компаний — партнеров vi всероссийской интернет — олимпиады по нанотехнологиям

Однослойные углеродные нанотрубки — Альберт Насибулин

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Новый метод селекции углеродных нанотрубок

  Возможности узких пленок из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с полупроводниковыми особенностями очень привлекательны для многих приложений в…

• Ученые разработали датчик силы на основе углеродных нанотрубок

  Несколько исследователей из России, Испании и Беларуси, включая доктора наук МФТИ Юрия Лозовика, создала на базе углеродных нанотрубок микроскопический…

• Изображение углеродных нанотрубок с атомным разрешением

  Удачи современной электронной микроскопии открывают возможность наблюдения нанометровых структур с ядерным разрешением. Это разрешает, например,…

• Лампа накаливания на основе двухслойных углеродных нанотрубок

  В первых лампах накаливания, изобретенных более 120 лет назад, в качестве источника света употреблялась графитовая нить, нагреваемая под действием…