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
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
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
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
Diverse corrugation pattern in radially shrinking carbon nanotubes
在连续介质力学近似下，研究了电子束辐照下多壁碳纳米管的稳定截面。sp $^2$石墨片的自修复性质意味着最外壁的选择性辐照导致其径向收缩，而其余内壁未受损。收缩的壁在纳米管的内部施加高压，产生各种各样的径向取向图案（{ \it，即，}在横截面中的周向波纹结构）。所有的形变模式都可以分为两个形变阶段，在这两个阶段中，最内壁的形变振幅有很大的不同。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall 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
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
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
Pressure-induced structural transitions in multi-walled carbon nanotubes
我们展示了一种新的横截面变形，称为径向弯曲，多壁碳纳米管（MWNTs）在静水压力下。基于连续弹性近似的理论分析表明，由十个以上的同心壁组成的多壁碳纳米管在临界压力$p_c \simeq 1$ GPa下发生弹性形变，在该压力以上，截面的圆形形状变成径向波纹状。通过调节最内层管的直径和组成壁的数量，已经观察到了各种不同的微扰模式，这是多壁碳纳米管的核壳结构的直接结果。
2009-05-26 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
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
"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
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
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
NTBuilder: Commensurate Construction of Nanotubes from Arbitrary Two-Dimensional Crystals and a Catalog of 20 Million Structures
Department of Electrical Engineering, College of Technology, University of Bras\'ilia, 70910-900, Bras\'ilia, Federal District, Brazil
提出通用卷曲构建理论并开发NTBuilder开源库，从任意二维晶体高效构建纳米管，生成含2033万个结构的目录，其中57.1%无键变化，支持第一性原理计算。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
