Strain effects on work functions of pristine and potassium-decorated carbon nanotubes
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了（5，5）（扶手椅型）和（9，0）（锯齿型）碳纳米管的电子结构和功函数随应变的变化规律.我们发现，在原始情况下，单轴应变对碳纳米管的功函数有很强的影响，并且碳纳米管（5，5）和（9，0）的功函数对应变的响应有明显的不同。当应变从-10%变化到+10%时，CNT（5，5）的功函数从3.95 eV单调增加到4.57 eV，并且（9，0）的功函数以复杂的方式在4.27 eV和5.24 eV之间变化。当涂覆有钾时，对于两种CNT，功函数可以降低超过2.0eV，并且功函数的应变依赖性急剧变化。我们的研究表明，化学涂层和应变调谐的组合可能是一个强大的工具，用于控制CNT的功函数，这反过来又将是有用的，在未来的设计CNT为基础的电子和场发射器件。
2011-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Nickel coated carbon nanotubes in aluminum matrix composites: A multiscale simulation study
在这项工作中，我们使用密度泛函理论（DFT）计算基准经验电位镍和sp $^2$键合碳纳米粒子之间的相互作用。这些电位，然后使用，以调查如何镍修饰或涂覆碳纳米管（CNT）影响Al/CNT复合材料的力学性能。特别是，我们看看拉脱行为的原始以及镍装饰和镍涂层碳纳米管从铝矩阵。我们的研究结果表明，镍涂层可能会产生一个扩展的界面（界面），其中大量的能量是在CNT拔出过程中耗散，导致高拔出力。我们还表明，表面修饰的碳纳米管可以作为有效的纳米结晶剂，从而提供了一种新的增强机制，以前没有在文献中讨论。我们讨论了我们的研究结果，工程CNT-金属界面，如实现高强度的金属-CNT复合材料的有前途的方法。
2019-07-11 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
Reversible Metal-Semiconductor Transition of ssDNA-Decorated Single-Walled Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管的场效应晶体管（FET）测量显示在DNA螺旋缠绕后从金属转变为p型半导体。发现水对于激活SWNT-ssDNA杂交体中的这种金属-半导体转变至关重要。拉曼光谱证实了电行为的相同变化。根据我们的从头计算，在水分子存在下，由于电荷转移，带隙可以在具有包裹的ssDNA的金属单壁碳纳米管中打开。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of gas flow on electronic transport in a DNA-decorated carbon nanotube
利用Gas-DNA修饰的碳纳米管场效应晶体管的电流-时间特性实验数据，计算了二次电流关联函数。关联函数的模式是传感器的灵敏度和选择性的量度，并且表明这些气流传感器也可以用作DNA序列检测器。该系统是由一个一维紧束缚的哈密顿量建模，我们提出了分析计算的量子电子输运的系统使用时间相关的非平衡格林函数形式主义和绝热膨胀。计算对电流$I^{(0)}(\bar{t})$和$I^{(1)}(\bar{t})$的零阶和一阶贡献，其中$I^{(0)} (\bar{t})$是Landauer公式。然后使用随时间变化的电流公式将理论结果与实验进行比较。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
DNA-decorated carbon nanotubes for chemical sensing
我们展示了一种新的，多功能的纳米级化学传感器的基础上的单链DNA（ss-DNA）的化学传感器识别网站和单壁碳纳米管场效应晶体管（swCN-FET）的电子读出组件。具有ss-DNA纳米级涂层的swCN-FET对气体气味作出响应，而在裸器件中不会引起可检测的电导率变化。ss-DNA/swCN-FET的响应对于不同的气体在符号和幅度上不同，并且可以通过选择ss-DNA的碱基序列来调谐。ss-DNA/swCN-FET传感器检测各种气味，具有秒级的快速响应和恢复时间。传感器表面可自我再生：样品在至少50个气体暴露循环中保持恒定响应，无需传感器更新。这一系列非常显著的属性使得基于ss-DNA修饰的纳米管的传感器非常有希望用于从国土安全到疾病诊断的“电子鼻”和“电子舌”应用。
2005-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Carbon nanotubes decorated with gold, platinum and rhodium clusters by injection of colloidal solutions into the post-discharge of a RF atmospheric plasma
在本文中，我们提出了一种新的，简单的，强大的和有效的技术来修饰多壁碳纳米管（MWCNT）与金属纳米粒子。作为案例研究，Au，Pt和Rh纳米粒子接枝到多壁碳纳米管上，通过将胶体溶液喷射到大气氩气或氩气/氧气RF等离子体的后放电中。我们在这里介绍的方法不同于文献中通常描述的方法，因为处理是在大气压下进行的，允许在表面活化和沉积过程的仅一个步骤中实现。我们通过实验证明，在等离子体中加入氧气会显著增加接枝金属纳米颗粒的量。此外，TEM照片清楚地表明，接枝的纳米粒子的尺寸得到很好的控制。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced field emission from multiwall carbon nanotube films by secondary growth
我们已经研究了镍，金，和铁蛋白涂层催化生长的多壁碳纳米管，以及通过重新提交的装饰纳米管的化学气相沉积过程中产生的二次纳米管。溅射在纳米管上的镍层显示出比金涂层更强的与纳米管壁的相互作用。在环境温度下，这导致Ni比Au更均匀的金属膜。在升高的温度下的表面质量传输导致涂层在纳米管表面上转变为纳米级簇。所得的Au团簇是球状的，与纳米管的接触面积非常小，而Ni团簇沿管轴拉伸，并具有大的接触面积。通过在初级纳米管的壁上直接生长纳米管来建立次级纳米管。薄Ni层或铁蛋白用作催化剂。我们比较了有和没有二次纳米管的样品的场发射性能。次级纳米管的存在大大增强了场发射。
2006-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Manganese Dioxide Decoration of Macroscopic Carbon Nanotube Fibers: From High-Performance Liquid-Based to All-Solid-State Supercapacitors
能够提供高电压、能量和功率密度但重量轻、体积占用小、柔性和机械坚固的超级电容器是非常令人感兴趣的，并且是便携式应用所需要的。在此，独立的柔性混合电极的基础上生长的宏观碳纳米管纤维（CNTf-MnO 2）的MnO 2纳米粒子制造，而不需要任何金属集流体。CNTf是一种具有良好导电性、机械稳定性和适当孔结构的载体，在优化的有机-水混合物中，通过电沉积制备多孔的ε-MnO 2纳米颗粒，并对其进行均匀修饰。这些修饰的纤维的电化学性能进行了评估，在不同的电解质，包括中性水溶液和纯的1-丁基-3-甲基吡咯烷鎓双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺离子液体（PYR 14 TFSI）。这种比较有助于区分对总电容的各种贡献：（表面）法拉第和非法拉第过程，通过水性电解质改善润湿。因此，具有PYR 14 TFSI的对称超级电容器在3.0 V下产生36 Whkg_（MnO_2）^（-1）（16 Whkg-1，包括CNTf的重量）的高比能量和17 kWkg_（MnO_2）^（-1）（7.5 kWkg-1）的实际比功率，具有优异的循环稳定性。此外，使用基于PYR 14 TFSI的聚合物电解质制造柔性全固态超级电容器，表现出由总活性物质归一化的最大能量密度为21 Whkg-1和最大功率密度为8 kWkg-1。
2019-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Molecular and dissociative absorption of multiple hydrogens on transition metal decorated C60
最近，我们预测[物理学。May 2005（cond-mat/0504694）]，Ti修饰的碳纳米管可以在环境条件下吸收高达8重量%的氢。在这里，我们表明，类似的现象发生在轻过渡金属装饰C60。而Sc和Ti优选具有2.1eV的结合能的六边形（H）位点，V和Cr优选分别具有1.3和0.8eV的结合能的双键（D）位点。较重的金属如Mn、Fe和Co不与C60键合。一旦金属被吸附在C60上，每个金属可以结合多达四个氢分子，平均结合能为0.3-0.5 eV/H2。在高金属覆盖率下，我们发现一个C $_{60}$可以容纳6个D位和8个H位金属，其可以可逆地吸收高达56个H2分子，相当于7.5wt%。
2005-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Towards viable H$_2$ storage in Ca decorated low-dimensional materials with insights from reference quantum Monte Carlo
University College London（伦敦大学学院）；Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
研究通过量子蒙特卡罗方法和密度泛函近似，探讨钙修饰低维材料中氢气的吸附性能，发现钙锚定在碳纳米管和硼掺杂石墨烯上可提升氢吸附能，达到可行存储窗口。
2026-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Double-Side Cocatalytic Activation of Anodic TiO$_2$ Nanotube Membranes with Sputter-Coated Pt for Photocatalytic H$_2$ Generation from Water-Ethanol Mixtures
采用自组织阳极氧化技术和电位冲击技术制备了自支撑TiO $_2$纳米管膜。然后通过溅射不同的Pt量来装饰膜，i）仅在顶部，ii）仅在底部或iii）在管层的顶部和底部。将Pt修饰的膜以管顶向上或管顶向下的配置转移到FTO载玻片上，并在结晶后使用正面或背面光照射作为H $_2$产生的光催化剂进行研究。管膜的双面Pt-装饰导致更高的H $_2$生成速率（管和光照射配置无关）相比，膜装饰只有一个侧面具有类似的总Pt量。结果表明，这种效果并不归因于Pt助催化剂的总量本身，而是归因于其在两个管末端的分布。这导致优化的光吸收和电子扩散/转移动力学：膜的中心部分充当光收集区，并且其中产生的电子可以向Pt/TiO $_2$活性区（管末端）扩散，在那里它们可以与环境反应并产生H $_2$气体。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth and characterization of GaAs nanowires on carbon nanotubes composite films: toward flexible nanodevices
采用真空抽滤法制备了聚乙烯亚胺功能化碳纳米管薄膜，并在温和条件下用HAuCl 4原位还原法制备了Au纳米粒子修饰碳纳米管薄膜。这些Au纳米粒子随后被用于GaAs纳米线（NWs）的气-液-固过程中的气体源分子束外延系统的生长。该过程导致GaAs纳米线在单壁纳米管（SWNT）膜的整个表面上密集生长。纳米线，这是在各种角度相对于单壁碳纳米管薄膜取向，直径范围在20至200 nm之间，高度高达2.5 μ m。透射电子显微镜分析的NW-SWNT接口表明，NW生长的纳米管复合膜的表面上发起。一个单一的NW标本的光致发光特性表现出很高的光学质量。整流不对称的电流-电压行为观察到接触NW合奏，并归因于核壳pn结内的NW。这种新型混合架构的潜在应用包括柔性太阳能电池、显示器和传感器。
2008-12-15 cond-mat.mtrl-sci
LaB6 aided spontaneous conversion of bulk graphite into carbon nanotubes at normal atmospheric conditions
研究发现填充LaB6的块状石墨阳极经直流氮等离子体处理后，可在环境条件下持续自发形成大量LaB6修饰多壁碳纳米管，且其场发射性能良好。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spaced TiO$_2$ Nanotube Arrays Allow for High Performance Hierarchical Supercapacitor Structure
在这项工作中，我们描述了氮化分级TiO $_2$纳米管作为超级电容器电极的合成和电化学性能。分级TiO $_2$纳米结构是通过在自组织间隔TiO $_2$纳米管上控制的逐层TiO 2纳米颗粒装饰形成的。这些结构然后在NH $_3$气氛中在升高的温度下退火，以将材料转化为氮化物结构-这大大增强了它们的电子传输特性。分级结构的面电容可以通过改变修饰的TiO $_2$纳米颗粒层的数量来调节。分级结构的电容增强达到最大值时，通过纳米颗粒沉积的表面积是最高的，通过氮化的导电性进行优化。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Highly Conducting Spaced TiO$_2$ Nanotubes Enable Defined Conformal Coating with Nanocrystalline Nb$_2$O$_5$ and High Performance Supercapacitor Applications
在这项工作中，我们报告的电化学行为的氮化间隔TiO $_2$纳米管共形涂覆纳米晶Nb $_2$ O $_5$层，并发现这些层次结构的一个优秀的超级电容器性能。通过三步工艺获得高度对准的导电1D电极：i）具有限定和可调节的管间间距的自组织纳米管的生长，ii）管间隙中的共形Nb $_2$ O $_5$装饰（同时提供对整个活性区域的完全电解质接入），以及iii）高温氮化。关键是具有规则的管-管间距的纳米管阵列的生长，其使得能够用诸如Nb $_2$ O $_5$的第二材料进行优化的装饰。我们观察到电极电容从裸TiO $_2$ NT的158 $μ$ F cm-2增加到TiO $_2$ /Nb $_2$ O $_5$ NT的1536 $μ$ F cm-2，最终增加到Nb $_2$ O $_5$修饰然后氮化的纳米管的37 mF cm-2。这种急剧增加首先归因于在管阵列之间建立的限定间距，其然后允许具有二次活性涂层的保形涂层。其次，氮化导致整个支架的电子电导率急剧增加，从而降低电阻损耗。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Revealing trends in catalytic activity of adatoms for hydrogen adsorption on carbon: a case study of graphene and carbon nanotube
Montanuniversität Leoben（莱奥本矿业大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示了不同元素吸附原子对石墨烯和碳纳米管氢气吸附性能的影响，发现II组元素和轻元素在氢气储存中有显著优势。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of Sugar-Lectin Interactions by Multivalent Dendritic Sugar Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes
我们发现，单壁碳纳米管（SWNT）装饰糖官能化的聚（丙基醚亚胺）（PETIM）树枝状聚合物是一个非常敏感的平台，定量检测碳水化合物识别蛋白质，即凝集素。场效应晶体管器件中碳纳米管的电导率由于碳水化合物-蛋白质相互作用而发生的变化构成了本研究的基础。甘露糖连接的PETIM树枝状聚合物与SWNT发生电荷转移相互作用。发现添加不同浓度的凝集素后树枝状糖官能化的单壁碳纳米管的电导的变化遵循Langmuir型等温线，给出伴刀豆球蛋白A（Con A）-甘露糖亲和常数为8.5 × 106 M-1。加入10 nM Con A后观察到的装置电导的增加与加入20 nM \muM非特异性凝集素花生凝集素后相同，表明Con A -甘露糖相互作用的高度特异性.通过观察单壁碳纳米管拉曼模式的显著变化，进一步表征了糖-凝集素相互作用的特异性。
2012-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Superconductivity in Ca-doped graphene
石墨烯是一种零能隙半金属，可以通过物理或化学修饰转变为金属、半导体或绝缘状态。超导性在这些状态中明显缺失，尽管有相当多的实验努力和许多理论建议。在这里，我们报告的超导电性在钙修饰的石墨烯实现的石墨烯层压板，包括良好的分离和电子解耦的石墨烯晶体的插入。与插层石墨相反，我们发现Ca是在我们的实验中使用的插层剂（例如钾、铯和锂）中在1.8 K以上的石墨烯层压板中诱导超导性的唯一掺杂剂。Ca修饰的石墨烯在~ 6 K时成为超导体，并且发现转变温度强烈依赖于Ca层的限制和诱导的载流子浓度。除了超导石墨烯的第一个证据外，我们的工作还显示了使用其层压材料在其他2D材料中诱导和研究超导性的可能性。
2015-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-Enzymatic Glucose sensing properties of NiO nanostructured flower decorated Exfoliated Graphite Electrodes
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦理工学院）；Indian Institute of Technology, Ropar（印度罗帕尔理工学院）
本研究通过NiO纳米花装饰展开石墨电极实现了高灵敏度和选择性的非酶葡萄糖检测，灵敏度达304.12微安/毫摩尔/平方厘米，检测限为100微摩尔。
2026-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vapor-solid-solid growth of single-walled carbon nanotubes
Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), Institute for Basic Science (IBS)（多维碳材料中心，基础科学研究所）
研究揭示了单壁碳纳米管气-固-固生长的原子机制，表明其扩散受限并受表面碳传输和面重构调控，强调了温度和碳供应的严格控制需求。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanostructured S@VACNTs Cathode with Lithium Sulfate Barrier Layer for Exceptionally Stable Cycling in Lithium-Sulfur Batteries
本文通过在垂直排列碳纳米管上负载硫并引入硫酸锂阻挡层，开发了无粘结剂S@VACNTs正极，有效抑制多硫化物穿梭，在1 C下1600次循环后仍保持0.9 mAh cm⁻²的可逆面积容量，并组装了Si-Li-S全电池验证其应用潜力。
2024-09-05 cond-mat.mtrl-sci
