The effect of Fe and Ni catalysts on the growth of multiwalled carbon nanotubes using chemical vapor deposition
研究了Fe和Ni催化剂对常压化学气相沉积法（APCVD）合成碳纳米管（CNTs）的影响。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析表明，样品通过尖端生长机制生长。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）测量显示，多壁碳纳米管（MWCNTs）与竹结构的Ni催化剂，而铁填充的直管与Fe催化剂得到。X射线衍射（XRD）图谱表明，纳米管是石墨的性质，并有没有在这两种情况下的碳化物相的痕迹。低频拉曼分析的竹状和填充的碳纳米管证实了径向呼吸模式（RBM）的存在。高频拉曼光谱分析表明，Fe催化剂合成的碳纳米管的石墨化程度高于Ni催化剂。提出了简单的竹状和管状催化剂填充纳米管的生长模型。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Polygonization of carbon nanotubes
我们使用一个多尺度的程序，推导出一个简单的连续模型的多壁碳纳米管，考虑到强共价键内的石墨烯层和弱键之间的原子在不同的层。该模型预测的大的多壁纳米管作为其曲率引起的乱层结构的结果的横截面的螺旋化。
2007-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Local probing of the field emission stability of vertically aligned multiwalled carbon nanotubes
采用高真空原子力显微镜中的金属悬臂梁作为阳极，对密集排列的垂直排列多壁碳纳米管进行了场发射实验。由扫描探针技术提供的高空间分辨率允许在亚微米区域中精确设置尖端-样品距离。探针的尺寸（曲率半径低于50 nm）允许测量小于1 μ m^2的样品面积的电流贡献。长期稳定性的研究证明，在这些小区域上，场发射电流在10-5A和10-8A之间的电流强度下保持稳定（在10%波动内）数小时（至少长达72小时）。在进行长时间焦耳加热调节以完全去除纳米管上可能的吸附物之后，已经观察到电流稳定性的改善。
2008-02-29 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
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
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 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
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
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
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
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
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
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
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
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
"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
Quantum interference in deformed carbon nanotube waveguides
两种变形碳纳米管（CNT）中的量子干涉（QI），即，轴向拉伸和AFM针尖变形的碳纳米管，已被研究的π电子和四轨道紧束缚（TB）方法。研究发现，快速电导振荡（RCO）周期对外加应变非常敏感，且与形变程度成反比减小，可作为精确检测形变碳纳米管形变程度的有力实验工具。此外，sigma-pi耦合效应被发现是可以忽略不计的轴向拉伸应变下，而它的尖端变形的碳纳米管的输运性质的工作。
2005-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Theory of intraband plasmons in doped carbon nanotubes: rolled surface-plasmons of graphene
单壁碳纳米管具有两种不同类型的等离子体激元，由方位角和轴向方向的波数指定。人们已经研究了由带间跃迁引起的方位等离子体激元，而电荷掺杂的影响尚不清楚。在本文中，我们表明，当纳米管是重掺杂，带内跃迁导致的方位角等离子体出现在近红外区域的吸收光谱，这是不存在的光掺杂由于屏蔽效应的等离子体共振。纳米管的圆柱形波导结构中固有的轴向等离子体激元解释了在太赫兹区域中观察到的金属纳米管的吸收峰。轴向（方位角）等离子体激元的激发需要平行（垂直）于管轴的线性偏振光。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall 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
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
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
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
Taming quantum interference: a route to high electrical conductance in carbon nanotube assemblies
University of Warsaw（华沙大学）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；Cranfield University（克兰菲尔德大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；CIC nanoGUNE（nanoGUNE研究中心）；Simune Atomistics（Simune原子模拟公司）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2），西班牙国家科学研究委员会和巴塞罗那自治大学系统）；Center for Terahertz Research and Applications - Centera 2, Centre for Advanced Materials and Technologies (CEZAMAT), Warsaw University of Technology（太赫兹研究与应用技术中心 - Centera 2，先进材料与技术中心（CEZAMAT），华沙理工大学）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基，巴斯克科学基金会）
通过原子级紧束缚非平衡格林函数计算和解析模型，研究碳纳米管结中的相干输运，揭示结结构对电子干涉的调控机制，为设计高电导、场稳定的碳纳米管导体提供原理。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal plasmons in one-dimensional carbon nanostructures
Max-Born-Institut（马克斯·玻恩研究所）；Center for Nanophotonics, NWO Institute AMOLF（纳米光子学中心，NWO AMOLF研究所）；ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究所）；ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（ICREA-加泰罗尼亚研究高级学院）；POLIMA—Center for Polariton-driven Light–Matter Interactions, University of Southern Denmark（POLIMA-极化激元驱动光物质相互作用中心，南丹麦大学）；Danish Institute for Advanced Study, University of Southern Denmark（丹麦高等研究院，南丹麦大学）
本研究通过偏置石墨烯纳米带和碳纳米管实现非互易等离子体控制，揭示电偏压可打破互易性，为非互易纳米光子学提供新平台。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
