Site selective synthesis of in situ Ni filled multiwalled carbon nanotubes using Ni(salen) as a catalyst source
通过在850 ℃下使用Ni（salen）和常规光致抗蚀剂的简单混合物在Si上用丙烷进行大气压化学气相沉积来进行Ni填充的多壁碳纳米管的合成。使用扫描电子显微镜连同高分辨率透射电子显微镜的碳纳米管的分析表明，纳米管已经通过尖端生长机制生长，并表现出多壁结构与部分Ni填充。高质量的镍填充的纳米管是由拉曼光谱证明。利用超导量子干涉仪对Ni填充纳米管的磁性进行了分析，揭示了它们的铁磁行为和大的矫顽力。通过一种简单的生长方法，实现了高质量镍填充碳纳米管的可规模化和位置选择性生长。
2019-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Analysis of Multiwalled Carbon Nanotubes as Waveguides and Antennas in the Infrared and the Visible Regimes
从理论上分析了方位对称导波在多壁碳纳米管（MWCNTs）中的传播特性。多壁碳纳米管被建模为同心，圆柱形，导电壳的合奏。轻微衰减的导波和天线共振由于边缘效应存在不太厚的多壁碳纳米管在远红外和中红外制度。带间跃迁阻碍了导波的传播，并对有限长多壁碳纳米管作为天线的性能产生有害影响。还分析了表面等离子体波沿具有金核的多壁碳纳米管的传播。在近红外和可见光区，壳层有效地表现为有损耗的抑制表面等离子体波沿金芯的传播。
2008-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanotube-sharp tips and carbon nanotube-soldering irons
我们报告的纳米电子束辅助制造原子级尖锐的铁基尖端和创建一个纳米烙铁的纳米互连使用铁填充多壁碳纳米管（MWCNTs）。高能电子束加工已被证明是一种强有力的工具，以修改所需的纳米结构的技术应用，并形成分子结和碳纳米管之间的互连。最近的研究表明，在多壁和具有不同直径的CNT之间创建直接互连的高度复杂性。我们的技术允许将多壁碳纳米管雕刻成纳米烙铁，该烙铁被证明能够连接管的两个分开的半部分。这种方法可以很容易地扩展到两个很大程度上不同的CNT的互连，CNT和纳米线之间或两个纳米线之间。
2008-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Field emission properties of as-grown multiwalled carbon nanotube films
多壁碳纳米管已经通过乙烯催化化学气相沉积产生，并用于通过膜过滤制造厚且致密的独立膜（“巴基纸”）。用高真空原子力显微镜研究了巴基纸的场发射特性，并以标准金属悬臂梁作为阳极收集样品发射的电子。Buckypapers显示了一个有趣的线性相关的福勒-诺德海姆图证明其适合作为发射器。通过在亚微米区域精确调节针尖-样品距离，我们发现场增强因子不受距离变化的影响，直到2um。最后，对电流稳定性的研究表明，强度约为3.3 *10-5A的场发射电流在几个小时内保持非常稳定（波动在5%以内）。
2011-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuous Frequency Controllable Nano-electromechanical Systems Based on Multiwalled Carbon Nanotubes
我们展示了一类模型纳米机电系统（NEMS）的基础上多壁碳纳米管（MWNTs），其具有较长的内核同轴振荡内各自较短的外壳持有人，并可以在连续可控的频率高达千兆赫范围内时，由AC电场的燃料。其附加属性包括比基于纳米梁的NEMS大得多的振荡幅度和力以及低得多的热耗散率（Q因子= 10^5）和空气阻尼率（Q因子= 10^4~10^5）。设想的NEMS模型的一个关键特征是，在将电场频率调谐到允许范围内的任何规定值之后，NEMS将以相同的振荡频率快速响应（以亚纳秒计）。这些优点，与纳米梁谐振器相比，迄今为止，使其成为一个更好的潜在候选人正在进行的小型化进展，从微到纳米机电系统。
2007-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
An electrospun Polymer Composite with Fullerene-Multiwalled Carbon Nanotube Exohedral Complexes can act as Memory Device
在这项工作中，一种新型的静电纺丝导电聚合物纳米复合材料制成的聚己内酯与外消旋复合物制成的多壁碳纳米管和富勒烯C60的制备和表征。制备是简单的，复合物自组装内的纳米复合纤维。该纳米复合材料表现出电开关行为，由于电荷积累的富勒烯C60在电刺激。采用静电纺丝法制备了一次写入多次读取的存储器件。富勒烯C60到叉指共面电极上。该器件保持ON状态超过60天，并且可以通过随后的电和热循环进行热重置、重新编程和擦除。此外，该器件的电阻可以通过施加不同的编程电压幅度和编程时间来调制，这揭示了其自适应行为和潜在的神经形态系统的应用。
2020-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Field emission from single multi-wall carbon nanotubes
利用压电纳米操纵系统在扫描电子显微镜室中研究了单个多壁碳纳米管的场致发射特性。实验装置确保了场发射系统的几何参数（CNT长度，直径和阳极-阴极距离）的高控制能力。对于几个多壁碳纳米管，可重复的和相当稳定的发射电流的行为已经获得了依赖于所施加的电压以及由一个串联电阻修改的Fowler-Nordheim模型。已经评估了在1 μ m的量级的阴极-阳极距离处约30 V/μ m的开启场和约100的场增强因子。最后，选择性电子束辐照对纳米管场发射性能的影响进行了广泛的研究。
2008-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Dispersed multi-walled carbon nanotubes in polyvinyl butyral matrix for transparent ionic conductive films
本研究通过使用非质子溶剂和氧化还原组分改善多壁碳纳米管在聚乙烯醇缩丁醛中的分散，制备透明导电薄膜，并揭示了离子导电通道的形成机制。
2025-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Ballistic Conduction in Carbon Nanotubes
多壁碳纳米管在室温下被证明是弹道导体，平均自由程为数十微米。这些实验遵循并扩展了Frank等人（Science，280 - 1744 - 1998）的原始实验，包括原位电子显微镜实验和电阻的长度依赖性的详细分析。每单位长度电阻r < 100欧姆/微米，表明自由路径l > 65微米，明确地证明了在室温下直至宏观距离的弹道传导。纳米管-金属接触电阻在0.1-1千欧姆微米的范围内。接触散射可以解释为什么测得的电导约为预期理论值2 G 0的一半。对于V>0.1V，电导线性上升（dG/dV~ 0.3G 0/V），反映了金属纳米管中在能隙以上的态密度的线性增加。增加的电阻（r =2- 10 k Ω/μ m）和异常的I-V依赖性是由杂质和表面活性剂引起的。证据表明，弹道输运发生在未掺杂和未损伤的管中，对于这种管，顶层是金属的，下一层是半导体的。光刻接触的多壁纳米管的扩散性能最有可能是由于纯化和其他加工步骤，破坏和掺杂的纳米管，从而使它们在结构和电子不同于原始的纳米管在这里调查。
2002-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Gas sensing properties of multiwall carbon nanotubes decorated with Rh nanoparticles
在目前的工作中，多壁碳纳米管修饰铑纳米粒子使用的胶体溶液中的后放电的RF大气等离子体的氩（Ar）或氩/氧（Ar：O $_2$）。这些杂化材料对NO $_2$，C $_2$ H $_4$，CO，C $_6$ H $_6$和水分的室温检测性能进行了研究和讨论的组成和形态研究。结果发现，氧的存在下，在等离子体处理是必不可少的显着提高Rh装饰的多壁碳纳米管的气体响应，并避免响应饱和，即使在低气体/蒸汽浓度。这些期望的效果归因于CNT等离子体处理期间氧的存在，因为含氧空位既充当气体的活性吸附位点又充当Rh纳米颗粒的锚定位点（与Ar处理的样品相比，Rh纳米团簇在Ar-O $_2$处理的样品中的存在几乎加倍）。氧处理还使得在气体吸附时Rh纳米颗粒和碳纳米管之间的电荷转移更容易。这里使用的处理和修饰多壁碳纳米管的方法简单、快速且可扩展，用于生产具有均匀且良好控制的性质的气敏纳米杂化材料。
2016-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Synthesis and characterization of vertically oriented hybrid Zn2GeO4-ZnO beaded nanowire arrays and Zn2GeO4 nanotubes
采用无催化剂的方法，通过气固相法成功制备了垂直排列的球形锗酸锌（Zn 2GeO 4）/氧化锌（ZnO）杂化纳米线阵列。合成的产品，其特征在于使用X射线衍射，扫描电子显微镜和透射电子显微镜配备了能量色散X射线光谱仪。TEM研究显示了Zn 2GeO 4/ZnO纳米线的珠状微结构。在此基础上，对Zn 2GeO 4/ZnO混合纳米线进行湿法刻蚀处理，制备了Zn 2GeO 4纳米管。
2015-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Microtribological Property of Vertically Aligned Carbon Nanotube Film
研究了垂直取向碳纳米管（VACNT）薄膜的微摩擦学性能。通过测量力-位移曲线获得粘附力。摩擦实验在往复滑动配置进行。研究了针尖半径、施加力、扫描速度和相对湿度的影响。基于在扫描电子显微镜（SEM）中进行的摩擦学实验，讨论了VACNT薄膜的摩擦模型。
2008-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-organized composites of multiwalled carbon nanotubes and nematic liquid crystal 5CB: Optical singularities and percolation behavior in electrical conductivity
本工作讨论了填充有多壁碳纳米管（MWCNTs）和液晶（LC）复合材料的薄电光池中的光学奇异性和电导率行为。使用具有高纵横比的多壁碳纳米管$L/d\approx 300\div1000$和4-戊基-4-0-氰基联苯（4-pentyl-4-O-cyanobiphenyl））。通过将MWCNT（$0.0001\div0.1$ % wt）引入LC溶剂中并随后超声处理来制备复合材料。MWCNT浓度的增加（在$0.005\div0.05$ % wt之间）导致MWCNT的自组织和具有分形边界的微米级聚集体的形成。在约0.025%wt的逾渗阈值附近视觉观察到的跨越MWCNT网络的形成伴随着从非导电状态到导电状态的转变和光学奇异性的产生。实验结果表明，多壁碳纳米管与液晶介质之间存在强相互作用，多壁碳纳米管侧表面附近5 CB分子呈平面取向分布。据推测，光学奇点出现的结果与LC扰动的界面壳层覆盖的多壁碳纳米管簇的入射激光束的相互作用。讨论了界面壳层厚度在外加电场中的变化规律以及界面壳层厚度在各向同性转变附近的变化规律。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Growth dynamics of vertically aligned single-walled carbon nanotubes from in situ measurements
采用原位光吸收法研究了乙醇化学气相沉积法制备的垂直取向单壁碳纳米管（VA-SWCNTs）的生长动力学。发现VA-SWCNT膜的生长速率从初始最大值呈指数衰减，导致约15分钟的有效生长时间。各种生长条件的研究揭示了生长最大化的最佳压力，并且该压力取决于生长温度。低于该最佳压力，合成反应为一级反应，限速步骤是乙醇到达催化剂。我们还提出了一种新的方法来确定低质量材料的燃烧温度，它结合了原位吸光度测量与控制氧化。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Light-Emitting Electrochemical Cells of Single Crystal Hybrid Halide Perovskite with Vertically Aligned Carbon Nanotubes Contacts
基于所报道的混合卤化铅钙钛矿在电场下的离子迁移，我们开发了一种明亮的、发光的电化学电池，该电池使用直接生长在垂直排列的碳纳米管（VACNT）森林上的CH_3 NH_3 PbBr_3单晶作为接触电极。在所施加的电场下，晶体中的带电离子漂移并在电极附近积累，导致在操作中形成p-i-n异质结。由于CNT尖端增强的电场，降低的界面能垒和强电荷注入导致在室温下高达1800 cd/m2的明亮的绿光发射（平均= 60 cd/m2）。除了光发射之外，这种原始的器件架构指出了在操作稳定的基于钙钛矿的光电子器件中实现垂直对准的CNT作为电极的可能性。
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Acetylene-Accelerated Alcohol Catalytic CVD Growth of Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes
在乙醇中加入1%的乙炔，单壁碳纳米管（SWNTs）的生长速率可提高10倍。由于乙炔是乙醇热分解的副产物，这表明了经由分解副产物从乙醇形成单壁碳纳米管的替代快速反应途径。然而，这种加速生长仅在乙醇存在下发生，而在相同分压下的纯乙炔导致可忽略的生长并迅速使催化剂失活。休眠的催化剂可以通过重新引入乙醇而复活，表明催化剂失活分为可逆和不可逆阶段。
2008-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Pressure sensing using vertically aligned carbon nanotubes on a flexible substrate
传感技术因其从微电子到空间探索的各种应用而一直处于研究和开发之中。随着摩尔定律的终结，对缩小材料和提高传感器的灵敏度和传感范围的需求日益增长。碳纳米管（CNT）提供了小尺寸（在二维中为纳米级，在三维中为微米级）、不同的电流传导性（从绝缘到金属）、柔性、机械强度和大规模生产的可行性的优异组合。在这里，我们使用碳纳米管制作的压力传感器，以感测压力的静态负载，并研究了不同的方法构建的传感器的特性。我们提供了一种制造压力传感器的粘合剂吸收技术，解决了传感器重复操作的耐久性问题。我们证明了一个显着的变化电阻的垂直排列的森林的纳米管施加静态负载时。这项研究将使更好的压力传感器的几个应用程序的建设。
2016-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Simulations of Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators
最近，Zheng和Jiang [PRL 88，045503（2002）]基于静态模型提出，多壁碳纳米管可能是几千兆赫范围内的新一代纳米振荡器的基础。在这项工作中，我们提出了第一个分子动力学模拟这些系统。考虑了不同的纳米管类型，以验证千兆赫振荡器等器件的可靠性。结果表明，当内外管半径差为~ 3.4A时，纳米振荡器是动态稳定的。高达38 GHz的频率进行了观察，并计算出的力值与最近的实验研究结果吻合良好。此外，我们的结果与Zheng和Jiang的一些预测相矛盾。
2002-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the Auxetic Transition for Carbon Nanotube Sheets
开发了一种简单的模型来预测碳纳米管片（巴克纸）的复杂机械性能[Hall \textit{et al.}，\textit{Science} \textbf{320} 504（2008）]。使用与用于制造书写纸的方法类似的方法制造，这些巴基纸可以使平面内泊松比从正变为负，变得拉胀，因为多壁碳纳米管越来越多地与单壁碳纳米管混合。巴基纸的基本结构特征被纳入模型：各向同性的面内力学性能，纳米管优先取向在片材平面，并自由进行应力诱导的角度和长度变化的伸长率。推导出的泊松比的表达式，使定量预测所观察到的性能和显着的新性能可通过结构修饰。
2009-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Humidity on Microtribology of Vertically Aligned Carbon Nanotube Film
采用化学气相沉积法在硅（001）衬底上沉积了一种森林状垂直取向碳纳米管（VACNT）薄膜，研究了水蒸气环境对VACNT薄膜微摩擦学性能的影响。在相对湿度从0到100%变化的条件下，使用金尖端进行摩擦学实验。结果产生非常低的粘附力和0.6至1.3的高摩擦系数。的粘附力和摩擦力是独立的湿度，可能是由于高疏水性的VACNT。将这些摩擦学特性与类金刚石碳（DLC）样品的摩擦学特性进行比较。
2007-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Field emission characteristics of carbon nanotubes according to the high energy ion irradiation
研究了离子辐照多壁碳纳米管（MWCNTs）和双壁碳纳米管（DWCNTs）的场发射特性。通过化学气相沉积方法合成的碳纳米管被高能（90 MeV）Au离子以不同的离子注量从4x 1011至1x 1013离子/cm 2辐照。离子辐照后，多壁碳纳米管和多壁碳纳米管的场发射性能受到很大影响。发射特性的变化是由于高能离子辐照引起的结构缺陷。经离子辐照后，多壁碳纳米管的发光特性得到改善，开启电场从5.43 V/m降低到3.10 V/m。在1 × 10 13离子/cm 2的注量下观察到MWCNTs的发射特性的显著改善。DWCNTs的发射特性变差，开启电场从2.44 V/m增加到7.76 V/m。这一结果显示了离子辐照的MWCNTs和DWCNTs的明显不同的行为。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Growth of carbon nanotubes on quasicrystalline alloys
我们报道了在准晶合金上合成碳纳米管。采用浮动催化剂化学气相沉积法在十次准晶的导电面上制备了定向排列的多壁碳纳米管。发现纳米管的排列垂直于准晶的十次面。在各种准晶和SiO2衬底上生长的管之间的生长和管质量之间的比较也已作出。虽然在十面体准晶衬底上观察到显著的MWNT生长，但在二十面体准晶衬底上没有观察到显著的生长。拉曼光谱和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的结果表明，高结晶性的纳米管。还观察到在这些基底上生长的纳米管中存在连续的铁填充核，这在使用类似方法在硅和/或二氧化硅基底上生长的MWNT中通常看不到。该研究对于理解MWNTs在导电基底上的生长机制具有重要意义，这些基底具有潜在的热沉应用。
2012-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensionally Enlarged Photoelectrodes by a Protogenetic Inclusion of Vertically Aligned Carbon Nanotubes into CH3NH3PbBr3 Single Crystals
我们证明，甲基溴化铅铵（MAPbBr 3）的单晶可以直接生长在垂直排列的碳纳米管（VACNT）森林。快速生长的MAPbBr 3单晶体以单个CNT的形式吞没原生夹杂物，从而导致三维放大的光敏界面。获得光电检测器装置，检测从UV范围至550 nm的低光强度（~20 nW）。此外，在零外部偏置电压下记录光电流，其指向由MAPbBr 3单晶互穿到VACNT森林中导致的pn结的合理形成。这揭示了垂直排列的CNT可以用作操作稳定的基于钙钛矿的光电子器件中的电极，并且可以用作未来选择性电极开发的通用平台。
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Van der Waals interactions of parallel and concentric nanotubes
对于稀疏的材料如石墨系统和碳纳米管，标准的密度泛函理论（DFT）面临着重大的问题，因为它不能准确地描述范德华相互作用是必不可少的碳纳米结构材料的行为。虽然DFT的标准实现可以描述孤立的单壁碳纳米管内的强化学结合，但需要一种新的扩展的DFT实现来描述纳米管之间的结合。在这里，我们提供了第一步，这样的平行和同心纳米管通过电子密度为基础的描述耦合到电动力学场的材料的扩展。因此，我们发现一个一致的描述（完全屏蔽）范德华相互作用，结合纳米管之间的低电子密度空隙的纳米管，在束和多壁管。
2003-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Decelerating Growth of Vertically Aligned Carbon Nanotube Arrays: Kinetic Controlled or Diffusion Controlled?
本文讨论了定向碳纳米管阵列根部生长过程中原料和副产物的扩散。提出了一个无量纲的模量来区分催化剂衰变控制的生长减速和扩散控制的生长减速。结果发现，对齐MWNT阵列通常是免费的原料扩散，而SWNT阵列通常面临着强大的扩散限制。本方法还可以用来预测碳纳米管森林在某些CVD过程中可以生长的最大长度。
2007-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Characterization of vertically aligned carbon nanotube forests grown on stainless steel surfaces
垂直排列的碳纳米管（CNT）森林是一类特别有趣的纳米材料，因为它们结合了多功能特性，例如高能量吸收、抗压强度、可回收性和超疏水性，并且重量轻。这些特性使它们适合用作金属管道和叶片的涂层、保护层和涂层基材。CNT森林在金属上的直接生长提供了将可调CNT官能团直接转移到所需基底上的可能性。在这里，我们专注于表征结构和机械性能，以及在不同类型的不锈钢上生长的CNT森林的润湿性和粘附性。我们调查的碳纳米管的微观结构的钢基板的组成和形态之间的相关性，并揭示后者如何最终控制的CNT森林的机械和润湿性能。此外，我们还研究了基底形貌对碳纳米管与基底粘附性的影响。我们强调，相同的结构-性能关系支配的机械性能的碳纳米管森林生长在钢和Si上。
2018-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth temperature dependence of partially Fe filled MWCNT using chemical vapor deposition
研究了生长温度对Fe填充多壁碳纳米管生长行为的影响。碳纳米管（CNT）的合成在热化学气相沉积（CVD）反应器中在650至950 ° C的温度范围内进行，使用丙烷作为碳源，Fe作为催化剂材料，并且Si作为催化剂载体。原子力显微镜（AFM）分析的催化剂表明，在高温下簇催化剂聚结，形成宏观岛。场发射扫描电子显微镜（FESEM）的结果表明，随着生长温度的升高，纳米管的平均直径增加，但其密度下降。高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的研究表明，纳米管具有多壁结构与部分Fe填充所有的生长温度。所生长的材料的X射线衍射（XRD）图案表明它们本质上是石墨。通过拉曼光谱对碳纳米管的表征表明，就质量而言，Fe填充碳纳米管的最佳生长温度为850 1 ℃。提出了一个简单的铁填充碳纳米管生长模型。
2019-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Core-tube morphology of multiwall carbon nanotubes
本文研究了多壁碳纳米管（MWNTs）的横截面形貌约束的径向和周向的无限周围的弹性介质，受到均匀的外部静水压力。在这项研究中，一个二维平面应变模型，假设没有变化的负载和变形沿管轴。从弹性屈曲分析中，我们发现了一些特征性的横截面形状。通过与无弹性介质情况下的截面形状进行比较，着重讨论了周围弹性介质对压力屈曲截面形状的影响。结果表明，在无弹性介质嵌入的情况下，内管的截面形状保持圆形或椭圆形;而弹性介质嵌入的情况下，内管可能会出现弯曲模态，尤其是当壳层数量较少时.
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Few Graphene layer/Carbon-Nanotube composite Grown at CMOS-compatible Temperature
我们研究了最近展示的复合材料的生长，该复合材料由垂直排列的碳纳米管和几个石墨烯层组成。我们发现，碳纳米管外延生长下的几个石墨烯层。通过使用与最初使用的催化剂和气态碳前体不同的催化剂和气态碳前体，我们确定这种非常规生长模式并不特定于催化剂-前体对的精确选择。此外，可以使用催化剂和与CMOS工艺兼容的温度（T < 450 \degree C）来生长复合物。
2011-01-25 cond-mat.mtrl-sci
A resistive electron irradiation microsensor made from conductive electrospun polycaprolactone fibers loaded with carbon nanotubes and fullerene C60
本研究利用负载碳纳米管和C60的静电纺丝聚己内酯纤维制成电子辐照微传感器，其电导率随电子束辐照永久增加，最大电导率依赖加速电压，可用于β辐射探测。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Cs+ sputtered clusters from multi-walled carbon nanotubes and graphite
实验与多壁碳纳米管和石墨作为目标的负离子源与铯溅射已经表明，纳米半径和微米长度的纳米管可以与微米尺寸的石墨颗粒进行比较，以了解辐射效应，包括碳簇的形成，溅射和由此产生的结构变化。铯在表面上的吸附和高能铯离子的轰击同时被证明在碳原子和团簇的团簇形成和溅射中发挥作用，铯取代的碳团簇作为阴离子。溅射物种的定性和定量输出与它们各自的结构有关。结构的变化显示发生在多壁碳纳米管和看到在SEM显微照片。重轰击多壁碳纳米管的个体特性可能已经让位于合并结构，而重辐照石墨颗粒尺寸对结构的影响需要进一步研究
2016-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
"Highly Conductive PDMS/Carbon Nanotube/Graphene Nanocomposites and Effect of Sulfuric Acid Treatment on Conductivity"
聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种绝缘体，通常用于微结构的制造，但需要导电的PDMS。因此，本研究主要集中于制备具有高导电性的PDMS纳米复合材料。因此，我们生产了高度导电的PDMS纳米复合材料，其填充有多壁碳纳米管（MWCNT）和石墨烯纳米片（GNP）。由于碳纳米管和纳米颗粒之间的协同效应，我们希望得到更多的导电纳米复合材料比PDMS纳米复合材料填充只有碳纳米管。此外，我们还研究了硫酸处理对所制备的PDMS/MWCNT/GNP纳米复合材料的表面组成和电导率的影响。结果表明，硫酸处理的样品的电导率显着高于未经处理的样品。电导率在270.7 ~ 1074.9S/m之间，其中酸处理样品的电导率较高。
2020-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dielectric Properties of Polysulfone Carbon Nanotube Composite Membranes
聚合物膜，包括聚砜（PSf）膜，通常用于水处理。为了增强上述膜的水渗透性，通常合成具有嵌入其中的碳纳米管（CNTs）的聚合物膜。可以看出，具有垂直排列的CNT的膜的水渗透性比CNT未排列的膜高。研究基于CNT的纳米复合膜的介电常数是否对CNT的取向敏感是有意义的。本文报道了PSf-MWCNT膜的介电性能，无论是对齐和未对齐的MWCNT。使用标准方法合成基于多壁碳纳米管（MWCNT）的聚砜膜。通过在磁场存在下浇铸膜来排列上述膜中的MWCNT。本文首次证明了上述结果对膜也是有效的。
2022-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Self-ordered Mo-oxide Nanotube Arrays as Precursor for Aligned MoOx/MoS2 Core-Shell Nanotubular Structures with a High Density of Reactive Sites
在目前的工作中，我们证明了自组织形成的阳极钼氧化物纳米管阵列生长在钼片在适当的电化学条件下，在甘油/NH 4F电解质。所得到的非晶管可以通过退火到MoO 2或MoO 3来结晶。然后，管壁可以进一步完全或部分硫化成Mo硫化物，以形成垂直排列的MoOx/MoS 2纳米管的有序阵列。在优化的条件下，限定的MoS 2片以逐层低角度之字形排列形成在氧化物壁上，其提供高密度的反应性堆垛层错。这些核-壳纳米管阵列由具有导电低氧化物核和功能性高缺陷密度MoS 2涂层的管组成，对于诸如电催化（析氢）或离子插入装置的应用是非常有前途的。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Nanomachines driven by thermal bath
本文提出了基于多壁碳纳米管的热浴驱动纳米机器。原子模拟表明，壳层间的平移和旋转运动可以在足够高的温度下激活，其中范德华势垒是由热涨落访问。进一步证明了热涨落与能量均分定理的一致性。该模型可用于构建由热浴或纳米通道驱动的一维分子输运器件。
2006-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
High performance n-doped carbon nanotube field-effect transistors
我们描述了一个强大的技术，用于制造高性能的垂直缩放n型掺杂场效应晶体管从大带隙碳纳米管。这些器件具有在技术相关范围（-1.3V < V_th < 0.5V）内的可调阈值电压，并且在导通状态下可以承载高达5-6 μ A的电流。我们通过暴露于钾（K）蒸气和在高真空中的器件退火来实现这样的性能。该处理具有双重效果：（i）通过纳米管的体掺杂（高达约0.6e/nm）可控地使V_th向负栅极偏压偏移，以及（ii）使导通电流增加1-2个数量级。这种电流增强是通过降低外部器件电阻来实现的，这是由于K金属和掺杂纳米管沟道之间的更紧密接触以及接触处肖特基势垒高度的潜在降低。
2004-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Pre-heating effect on the catalytic growth of partially filled carbon nanotubes by chemical vapor deposition
研究了Fe催化膜在成核前的高温氢处理过程中的表面重构及其对丙烷常压化学气相沉积法（APCVD）制备的部分填充碳纳米管（CNTs）生长形貌的影响。结果表明，催化剂膜的预热对碳纳米管的粒径分布有很大的影响，从而决定了碳纳米管的生长形态。通过原子力显微镜（AFM）在热处理之前和之后分析在Si衬底上的催化剂颗粒的分布，其揭示热处理导致催化剂簇聚结并形成宏观岛。所生长材料的X射线衍射（XRD）图案表明它们本质上是石墨。扫描电子显微镜（SEM）分析表明，生长密度强烈依赖于Fe催化剂膜的预热处理。通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）测量观察到部分催化剂填充的多壁碳纳米管。碳纳米管的石墨化程度也取决于预热，如拉曼分析所示。提出了一个简单的模型，部分催化剂填充的纳米管的生长。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Self-Lubricating Carbon Materials on the Tribological Performance of Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）一直是全膝关节置换术的金标准。由于膝关节的自然运动，UHMWPE磨屑的产生是不可避免的。微米和亚微米级的碎片导致关节的机械不稳定、活动性降低、疼痛增加和植入物松动。磨屑的产生与UHMWPE机械性能有关;因此，提高UHMWPE机械性能的改进将影响部件的寿命。在这里，TiC涂层和多壁碳纳米管（MWCNTs）用于减少UHMWPE磨损。在400，000次循环后，与UHMWPE相比，PEG-MWCNT减少了质量损失，与TiC组合相比，与参考对相比，材料损失减少了约43.7%。冷流和抛光是主要的磨损模式。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and electrical integration of robust carbon nanotube micropillars by self-directed elastocapillary densification
通过化学气相沉积（CVD）使用图案化的催化剂膜制造的垂直排列的碳纳米管（CNT）"森林"微结构通常具有低的CNT密度/单位面积。因此，CNT森林具有较差的整体性质，并且对于与微加工处理的集成来说太脆弱。我们介绍了一种新的自导向毛细管致密化方法，其中液体可控地冷凝到CNT森林上并从CNT森林蒸发。与将具有CNT的衬底浸入液体中的现有方法相比，我们的冷凝方法提供了明显更均匀的结构，并且能够精确控制CNT堆积密度和柱横截面形状。我们提出了一套设计规则和CNT微柱致密化的参数研究，通过这种方法，并表明，自导向毛细管致密化提高了CNT微柱的杨氏模量和电导率超过三个数量级。由于碳纳米管的优异性能，这种可扩展的工艺将有助于将碳纳米管作为功能材料集成到用于机械、电气、热和生物医学应用的微制造设备中。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci
UV-photon and electrically driven resistance switching in ZnO nanotube arrays
在ITO衬底上制备的垂直排列的ZnO纳米管阵列表现出很强的持续光电导（PPC）效应和电驱动电导开关行为，尽管后者表现出从高电导状态到低电导状态的逐渐衰减。与电开关不同，PPC不能通过电脉冲复位或反转。依赖于激发波长的电导测量表明在价带边缘以上~ 240 meV处存在缺陷局域态（DLS），支持了这些DLS的双电离是PPC效应的原因的假设.
2009-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moment switching in nanotube magnetic force probes
在提高磁力显微镜（MFM）的空间分辨率的最新进展使用作为传感器尖的碳纳米管生长在传统的硅悬臂金字塔的顶点，并涂有一层薄的铁磁层。使用这些尖端的高密度垂直记录介质的磁图像在某些条件下表现出空间频率的加倍。在这里，我们证明，这种空间频率加倍是由于纳米管尖端的力矩方向的切换。这导致信号与通常在MFM中观察到的信号的绝对值成比例。我们的建模表明，一个显着的分数的尖端体积参与所观察到的开关，它应该是可能的图像非常高的位密度与纳米管磁力传感器。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Filled Carbon Nanotubes as Anode Materials for Lithium-Ion Batteries
将成熟的材料缩小到纳米级是获得新功能的关键途径，特别是如果不同的功能合并在混合纳米材料中。混合碳基分级纳米结构对于电化学能量存储特别有前途，因为它们结合了纳米尺寸效应、增强的导电性和本体材料的完整性的益处。我们表明，内嵌多壁碳纳米管（CNT）封装高容量（这里：转换和合金化）电极材料具有很高的潜力，用于锂离子电池（LIB）的阳极材料。存在与电化学能量储存中的应用相关的填充的CNT的两个基本特征：（1）CNT的刚性中空腔体在其内腔中提供纳米颗粒的上限，所述纳米颗粒既与其它CNT的填充物分离又被保护免于降解。特别地，CNT壳抵抗封装物响应于电化学循环的强烈体积变化，这在常规转化和合金化材料中阻碍了在能量存储装置中的应用。(2)碳套确保与活性材料的电接触，因为它们不受封装的潜在裂缝的影响，并在电极化合物中形成稳定的导电网络。我们的研究证实，胶囊是电化学活性的，可以实现完全的理论可逆容量。结果表明，在CNT内封装纳米结构可以为LIB提供新的高性能纳米复合阳极材料的途径。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A local field emission study of partially aligned carbon-nanotubes by AFM probe
我们报告的应用原子力显微镜（AFM）的研究场发射（FE）的性质的一个密集的阵列的长和垂直准排列的多壁碳纳米管生长在硅衬底上的催化化学气相沉积。纳米探针的使用使得局部场发射测量能够研究传统平行板设置无法检测到的效应，其中发射电流在大样本区域上取平均值。电极间的微米级距离使得可以用适度的电压源实现高电场。这些功能使我们能够表征场发射的宏观电场高达250 V/ $μ$ m，并获得大于10 $^5$ A/cm $^2$的电流密度。有限元行为分析的框架中的福勒Nordheim理论。估计在1 $μ$ m的电极间距离处的场增强因子$γ\approx$ 40-50和开启场$E_{turn-on} \sim$ 15 V/ $μ$ m。在I-V特性中在高电压下观察到的电流饱和用M $Ω$量级的串联电阻来解释。额外的影响，如电调节，CNT降解，响应激光照射和时间稳定性进行了研究和讨论。
2007-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Conductors Formation and Resistive Switching Memory Effects in Zirconia Nanotubes
具有薄氧化层的金属-电介质-金属三明治结构用于非易失性存储器的忆阻元件的发展前景归因于可靠地形成具有量子化电阻的持续功能态的可能性。本文研究了基于非化学计量$ZrO_2$纳米管的忆阻器在不同阻变模式下的特性。已使用$Zr$箔的阳极氧化来合成$1.7$ $μ$ $m$厚度的氧化锆层，其由具有75 nm外径的垂直取向的纳米管的有序阵列组成。采用掩模磁控沉积法制备了$Zr/ZrO_2/Au$夹层结构。研究了$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器在单极和双极模式下的阻变效应。评估了高电阻（HRS）和低电阻（LRS）状态之间的电阻比$\geq3\cdot10^4$。研究发现，由于形成了基于氧空位的量子导体（$V_O$），LRS的电导率在很宽的范围内被量子化，最小值为$0.5G_0=38.74$ $μ$ $S$。已经提出了允许$V_O$在施加的电场中迁移的$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器的电阻切换机制。结果表明，欧姆型和空间电荷限制的电导率实现在LRS和HRS，相应的。我们提出的结果，可用于开发有效的忆阻器的功能$Zr/ZrO_2/Au$纳米层结构的基础上，具有多个电阻状态和高电阻比。
2021-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and water permeation studies of polysulfone based composite membranes having vertically aligned CNTs
聚合物膜，包括聚砜（PSf）膜，通常用于水处理。相当长一段时间以来已知，如果将碳纳米管（单壁SWCNT或多壁MWCNT）并入膜中并使它们沿水流方向排列，则可以改善上述膜的透水性。本文报道了一种合成垂直排列的中空碳纳米管嵌入聚合物膜的方法。这涉及在掺杂溶液中混合纳米磁性颗粒并在中等磁场存在下浇铸膜。设计并制作了一台可在磁场作用下铸膜的半自动铸膜机。PSf纳米复合膜，具有垂直排列的MWCNTS，使用上述机器合成。研究了磁场和暴露时间对上述膜透水性能的影响。可以看出，当磁场从0增加到1500高斯时，膜的透水性增加4倍。当膜暴露于磁场的时间从5秒增加到10秒时，水渗透率增加40%。到10秒
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Octagonal Family of Monolayers, Bulk and Nanotubes
最近出现了一类新的四边形对称的二维八边形单分子层（o-ML），需要在基础水平上进行理解。计算设计了金属氮化物和碳化物族（BN、AlN、GAN、GeC、SiC）以及C和BP的o-ML，并研究了它们的稳定性和电子结构。这些二进制o-ML显示混合离子和共价键与杂化的p态占主导地位的费米能级周围的电子结构。已经利用o-C和o-BN的几何和结构相似性来形成从金属相到绝缘相的图案化混合o-ML。Z字形弯曲的o-ML的堆叠产生稳定的体心四元体（bct）-体相，其适用于来自IV、III-V和II-VI族的大多数材料。与六方（h）-ML的轧制不同，o-BN和o-C块体的垂直切割块或O形环的堆叠提供了形成非常薄的O形纳米管（o-NT）的合理方式。以八边形图案形成的受限和散装结构对于理解基础科学和技术应用具有根本重要性。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Thermal Transport and Electrical Performance of Supercapacitors with Graphene/Carbon Nanotube Composite Electrodes
本研究采用恒电势和恒电荷分子动力学模拟，分析了石墨烯/碳纳米管复合电极的界面热传输与电学性能，发现水平堆叠的多层 CNT 排列为最优电极结构，为高效超级电容器设计提供了指导。
2023-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain rate effects in the mechanical response of polymer anchored carbon nanotube foams
据报道，超可压缩泡沫状碳纳米管膜在压缩时表现出类似于软组织的高度非线性粘弹性行为。其重量轻和卓越的电，热和机械性能的独特组合有助于将其确定为更复杂的纳米系统的可行构建模块和各种不同应用的独立结构。在生长状态下，它们的机械性能受到由范德华力控制的管与基底之间的弱粘附力的限制，使得森林容易分裂并具有低的剪切阻力。在轴向压缩载荷下，碳纳米管表现出弯曲、屈曲8和弯曲9（或以上的组合），这取决于载荷条件和载荷循环次数。在这项工作中，我们部分锚定致密的垂直排列的泡沫状森林的碳纳米管上的薄，灵活的聚合物层，以提供结构稳定性，并报告这种系统的机械响应作为应变率的函数。我们测试样品下的准静态压痕载荷和冲击载荷下，并报告一个变量的非线性响应和不同的弹性恢复与不同的应变率。在非常低的应变率下观察到Bauschinger效应，而在非常高的应变率下报告了屈曲和在管结构中形成永久性缺陷。使用高分辨率透射显微镜
2008-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bundling dynamics regulates the active mechanics and transport in carbon nanotube networks
高密度碳纳米管网络（CNNs）作为纳米电子器件、纳米机电系统（NEMS）和多功能纳米复合材料中的活性元件继续吸引人们的兴趣。网络纳米结构与其性质之间的相互作用至关重要，但目前的理解仍然局限于被动响应。在这里，我们采用了一种新的超结构组成的毫米长的垂直排列的单壁碳纳米管（SWCNT）夹在聚二甲基硅氧烷（PDMS）层之间的量化的影响，两类机械刺激，膜致密化和拉伸，在整个网络的电子和热传输。该网络很容易变形，随着电导率和热导率的增加，暗示着松软但高度可重构的网络。从原子通知粗粒度模拟的见解揭示了横向组装的束的程度之间的相互作用，由表面拉链/unzipping调制，和与弯曲的构象的纳米管/束的弹性能。在致密化过程中，网络变得高度互连，但我们观察到主要由于单壁碳纳米管之间的间距减小而导致的成束的适度增加。另一方面，拉伸的特征在于初始解束状态，因为应变调节经由分支互连的解链发生，随后随着应变转移到越来越对齐的束而快速重新成束。在这两种情况下，电导率和热导率的增加主要是由于束尺寸的增加;网络连接性的变化对传输的影响很小。我们的研究结果具有广泛的影响，由相互作用的管，线和带/带的无机纳米组装体的丝状网络。
2011-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Predicting mechanical properties of Carbon Nanotube (CNT) images Using Multi-Layer Synthetic Finite Element Model Simulations
University of Missouri-Columbia（密苏里大学哥伦比亚分校）
本文提出结合多层合成准2.5D图像、物理有限元模型与CNTNeXt深度学习架构的流程，以更低计算成本从SEM图像预测CNT森林刚度和屈曲载荷等力学性能。
2023-07-16 cond-mat.mtrl-sci cs.CV cs.LG
