双壁碳纳米管拥有单向特性
(来自莱斯大学的研究人员正致力于双壁碳纳米管的电学性能。在图中所示例子中,该团队分析了一个纳米管有两个曲型组分。这些独立的纳米管有带隙,是半导体,当他们结合在一起后带隙也相互重叠,使双壁纳米管变得半金属态。图片来源: Matías Soto)
赖斯大学的研究人员已经确信,当把碳纳米管调节变为更强的导电纤维或传感器时,双壁碳纳米管比单臂碳纳米管要好。赖斯大学的材料科学家Enrique Barrera和他的同事们使用双壁碳纳米管的原子级模型,研究其如何能为需要特殊属性的应用进行调节。他们从别人的工作得知,双壁纳米管比单壁堂更为坚固耐用。他们发现,有可能通过控制它们的配置、手性角和双壁间距,将双壁管调节出特定的电子特性。该研究发表在《Nanotechnology》上。
通过各种方法培养生长的碳纳米管,分为两个基本类型:单壁和多壁(有两层或多层壁)。但是,双壁管在层级中有着特殊地位,研究人员写道,他们的行为有点像单壁管,但相比起来更强,更能好好地生存在极端条件下。
莱斯大学的这个研究小组发现,当他们开始研究内外壁如何通过弯曲手征匹配,发现了他们的更多信息。由于单壁碳纳米管的电性能取决于其六边形排列的手性原子,研究人员认为,了解更多关于双壁管的这些属性会很有趣。
“我们看到,内壁的相互作用可能会影响双壁碳纳米管的电特性,所以我们决定使用计算机模拟,用一个更系统的方式来研究这种影响,” Soto说。事实证明,壁间距和纳米管的独立手征都会影响双壁碳纳米管的电性能。此外,研究人员发现的管的直径,特别是内层的直径,对结构的半导体性能有显著影响。
进一步将它分解,他们确定了半导体碳纳米管是缠绕金属,高导电性的纳米管可以是用于调谐带隙的最佳候选,带隙是限定了半导体的值的属性。
“我们发现的最有趣的事情是,当你把一个金属与半导体结合起来,带隙取决于它们之间的距离,”索托说。目前还无法做到这样,但是这种可以调节壁间距的能力,可能对纳米管的晶体管的制备有帮助,他说。研究人员发现,其他纳米管的配置可能对于调节宏观碳纳米管导线是最好的,尤其是金属-金属纳米管。
新材料在线编译整理——翻译:Gary
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