Controllable deposition of titanium dioxides onto carbon nanotubes in aqueous solutions
在纳米技术领域内，纳米尺度复合材料在开发用于功能应用的新材料方面具有显著的潜力。在这里，基于碳纳米管和钛白的复合材料已经用硫酸氧钛使用化学浴沉积法在室温或接近室温下制备。通过调节前驱体浓度和温度，在碳纳米管表面均匀包覆了金红石型和金红石型两种钛白沉积层。可能的复合机制进行了讨论。与原始管相比，沉积工艺后的比表面积提高了近4倍，介观结构的含量也有所增加。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the deposition conditions on the field emission properties of patterned nitrogenated carbon nanotube films
氮化碳纳米管的图案化膜的电子场发射被示出由沉积条件决定性地影响。通过使用热灯丝化学气相沉积（CVD）在氮/氨气氛中分解甲烷来进行生长。所制备的管的直径关键地取决于衬底和灯丝之间的距离，并且场发射性质（电子发射所需的场，场放大因子）可以与膜的形态直接相关。这证明了调节这种薄膜发射体的场发射特性的可能性。对于薄于50 nm的纳米管阵列，在约4 V/um下观察到场发射的开始，并且对于7.2 V/um的施加场获得10 mA/cm 2的电流密度。
2013-03-07 cond-mat.mtrl-sci
DNA Functionalization of Carbon Nanotubes for Ultra-Thin Atomic Layer Deposition of High k Dielectrics for Nanotube Transistors with 60mV/decade Switching
对于单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管，通过原子层沉积（ALD）的高k值的垂直缩放目前为约8 nm，在室温下亚阈值摆幅S为约70-90 mV/decade。由于纳米管上缺乏官能团，在生长的原始SWNT上的ALD不能产生均匀和共形的电介质层，并且ALD工艺中氧化物电介质层的成核取决于表面上的反应性基团上的共价化学吸附。在这里，我们表明，通过用聚T DNA分子（dT 40-DNA）非共价官能化单壁碳纳米管，可以赋予足够密度和稳定性的官能团，用于在厚度低至2- 3 nm的单壁碳纳米管上均匀和共形的高k值ALD。这使得能够接近纳米管FET的最终垂直缩放极限，并且在室温下可靠地实现S ~ 60 mV/十倍，并且在双极传输的带到带隧穿机制中实现S~ 50 mV/十倍。我们还进行了显微镜调查，以了解ALD过程的单壁碳纳米管与DNA功能化。
2006-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the nucleation mechanisms of Carbon Nanotubes in catalytic Chemical Vapor Deposition
采用紧束缚模型结合巨正则蒙特卡罗模拟研究了碳帽在小团簇上的成核过程。它发生在一个明确定义的碳化学势范围内，当达到表面碳原子的临界浓度时。碳在最外层Ni层中的溶解度取决于催化剂的初始、结晶或无序状态以及热力学条件，因此是控制成核的关键量。
2007-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition-Based Synthesis of Photoactive TiO2 Nanoparticle Chains by Using Carbon Nanotubes as Sacrificial Templates
通过煅烧TiO 2包覆的多壁碳纳米管（MWCNTs）制备了高度有序的自支撑TiO 2纳米粒子链。在退火过程中，通过原子层沉积（ALD）沉积到MWCNT上的薄管状TiO 2涂层被转化为具有纳米表面积（137 cm 2/cm 2基底）的TiO 2纳米颗粒链（~12 nm直径），同时从MWCNT中去除碳。光催化降解乙醛的测试证明，这些森林的二氧化钛纳米粒子链是高度的光活性在紫外光下，因为它们的结晶良好的结晶的结晶相。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
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
High Throughput Production of Transparent Conductive Single-Walled Carbon Nanotube Films via Advanced Floating Catalyst Chemical Vapor Deposition
单壁碳纳米管（SWCNT）膜是用于透明导电膜（TCF）的有前途的材料，在柔性显示器、触摸屏、太阳能电池和固态照明中具有潜在的应用1，2。然而，进一步降低SWCNT膜的电阻率和成本对于高质量的TCF产品是必要的3。在这里，我们报告了一种改进的浮动催化剂化学气相沉积方法，以直接和连续地生产在百米规模的单壁和独立的单壁碳纳米管薄膜。碳转化效率和SWCNT TCF产率相对于常规浮动催化剂化学气相沉积增加了三个数量级。在掺杂之后，膜表现出40欧姆/平方的薄层电阻。在90%的透射率下，代表大规模SWCNT膜的记录性能。我们的工作提供了一个新的途径，以加快工业化的单壁碳纳米管薄膜作为TCF。
2019-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Effective doping of carbon nanotubes in phosphor and observation of bright electroluminescence by field enhanced hot electron injection
目前的工作重点是多壁碳纳米管（CNT）的有效掺杂的ZnS：Cu荧光粉系统，然后在电致发光（EL）器件的光学性能的改善，由于增加的局部场的影响。为了促进CNT掺杂到磷光体中并降低EL器件的工作电压，通过研磨缩短CNT并使用助熔剂辅助的固态退火反应有效地并入。有趣的是，使用的CNT的长度越短，对于EL器件观察到的局部场增强、亮度和效率越大。当施加电场时，足够的载流子通过形成高能量热点而通过CNT的尖端隧穿到ZnS：Cu系统中，从而增强了局部场。改善的器件特性是由于场增强而没有在EL器件中流动不期望的电流，以及能量从热点到铜激活剂的有效转移引起场电离。通过考虑热电子注入模型，还给出了新型EL器件的详细电学特性及其亮度测量。
2013-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition of carbon nanotubes on monolayer graphene substrates: reduced etching via suppressed catalytic hydrogenation using C2H4
在大多数设想的应用中，充分利用石墨烯-碳纳米管（CNT）结构需要在CNT生长步骤期间保持石墨烯层的完整性。在这项工作中，我们展示了一种控制CNT在石墨烯衬底上生长的方法，其中源烃分解和碳饱和到催化剂纳米颗粒中并从催化剂纳米颗粒沉淀之间的反应平衡向CNT生长而不是石墨烯消耗转移。通过利用C2 H4原料，我们证明了这种气体允许的低温生长抑制了不期望的催化氢化，并显著减少了石墨烯层的蚀刻，以显示具有连续的、未损坏的结构的石墨烯-CNT混合物。
2013-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Manganese Doped Wide Band Gap ZnS and ZnO
ZnMnO层的光学性质在低温下生长的原子层沉积和金属有机气相外延进行了讨论，并比较ZnMnS样品所获得的结果。目前的研究结果表明，在ZnO晶格中的Mn离子的二价。强吸收（开始于约2.1 eV）初步与Mn 2+到3+的光电离有关。ZnMnO发射失活的机制进行了讨论，并解释了假设的Mn2+到3+充电后的过程。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Raman spectroscopy and field emission measurements on catalytically grown carbon nanotubes
我们使用微接触印刷来用含铁的催化溶液在硅表面上形成图案。随后在650至1000 ℃的温度下通过化学气相沉积在图案化区域上生长多壁碳纳米管。我们证明了催化生长的多壁纳米管的直径随着沉积温度的增加而增加。拉曼光谱已被用来调查所获得的结构的结晶特性，它被发现，纳米晶体壳的分数增加与温度。场发射性能的测量显示了管直径和发射场值之间的相关性。
2005-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Bias Dependence and Electrical Breakdown of Small Diameter Single-Walled Carbon Nanotubes
研究了催化化学气相沉积法（CCVD）生长的大量直径很小的单壁碳纳米管（SWCNTs）的电子击穿和电导随偏压的变化规律。通过在电极结构上生长和随后的化学钯沉积，可以方便地制造数千个适当接触的SWCNT。几乎所有测量的单壁碳纳米管在室温下显示出至少弱的栅极依赖性。对于“正常”半导体SWCNT和小带隙半导体（SGS）SWCNT，已经发现电导和击穿行为的较大差异。
2004-10-13 cond-mat.mtrl-sci
CVD Synthesis of Small-Diameter Single Walled Carbon Nanotubes on Silicon
发展了一种化学气相沉积超SD单壁碳纳米管的简单工艺。在该方法中，使用浓度为400 μ g/mlit的硝酸铁九水合物异丙醇溶液来催化氧化硅晶片上的纳米颗粒形成。基底上的氧化物由夹在两层薄的干氧化物之间的厚的湿氧化物层制成。该工艺产生了直径小于0.7nm和带隙能量大于1 ev的半导体单壁碳纳米管（SWNTs），这是有史以来报道的最小直径的SWNTs之一。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Application-Driven Synthesis and Characterization of Hexagonal Boron Nitride on Metal and Carbon Nanotube Substrates
在二维材料中，h-BN是独一无二的，具有大的带隙（~6 eV）和高的热导率（>400 W/m/K），在电绝缘体中仅次于金刚石。迄今为止，大多数电子研究都依赖于从大块晶体剥离的h-BN;然而，对于可扩展的应用，该材料必须通过化学气相沉积（CVD）等方法合成。在这里，我们展示了单晶铂和碳纳米管（CNT）衬底上通过CVD合成的单层和少层h-BN，还比较了这些薄膜与沉积在更常用的多晶Pt和Cu生长衬底上的h-BN。在单晶Pt上生长的h-BN膜具有较低的表面粗糙度，并且比来自多晶Pt箔的膜在空间上更均匀，并且我们的电化学转移工艺允许这些昂贵的箔被重复使用而没有可测量的退化。此外，我们证明单层h-BN作为一种保护层，3.33 $\unicode{x212B}$屏障保护二硫化钼在高温下免受损害，并讨论了其他应用程序，利用保形h-BN沉积在各种基板上，在这项工作中展示。
2020-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controllable patterning and CVD growth of isolated carbon nanotubes with direct parallel writing of catalyst using Dip Pen Nanolithography
本文报道了一种在预定位置用化学气相沉积法制备碳纳米管的方法。该工艺通过使用蘸笔纳米光刻（R）（DPN（R））以纳米级精度直接在硅衬底上图案化催化剂纳米颗粒来实现。采用多笔书写方法来提高图案化率。用于沉积前体催化剂的新型分子墨水的开发导致了分离碳纳米管的高产率，这对于后续的器件制造是理想的。在这里，我们展示了生产高品质的隔离CNT在可扩展的阵列几何形状的新方法的优点。
2010-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Multi-Walled Carbon Nanotubes using Chemical Vapor Deposition
本研究以丙烷为碳源，硅为催化剂载体，采用化学气相沉积法合成了多壁碳纳米管。研究了CVD工艺参数如温度、催化剂的选择等对碳纳米管生长行为的影响，以了解碳纳米管的催化生长。过渡金属催化剂Fe和Ni以元素金属形式和金属络合物形式使用。在元素金属催化剂的情况下，使用热蒸发将相应的金属沉积在Si衬底上，然后通过CVD合成纳米管。采用元素金属催化剂合成的碳纳米结构的后续研究揭示了温度和催化剂材料对CNT结构的显著影响。使用镍催化剂合成的碳纳米管是竹节状的，而使用铁催化剂开发的碳纳米管是部分金属填充的直管。因此，已经提出了不同的生长机制的生长模型。通过在Si衬底上采用金属络合物催化剂材料的旋涂克服了上述方法的某些限制。使用金属络合物催化剂的纳米管的CVD合成总是导致部分催化剂填充的CNT。更重要的是，金属络合物催化剂可以很容易地图案化的Si基板上使用旋涂和光刻，这导致部分催化剂填充的多壁碳纳米管的位置选择性生长。由于位置选择性生长的整个过程是适合于传统的设备制造，这种方法是一个有前途的和实际的途径，大规模制造的几种磁性材料填充的CNT基器件。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ni$_{80}$Fe$_{20}$ Nanotubes with Optimized Spintronic Functionalities Prepared by Atomic Layer Deposition
坡莫合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$是磁性领域的关键磁性材料之一。如果它可以沉积在尺寸小到纳米的三维（3D）结构中，它的潜力将进一步显现。原子层沉积（ALD）是用均匀薄膜覆盖任意形状的首选技术。铁磁材料的早期成功包括镍和钴。尽管如此，沉积铁磁合金的挑战在于通过在相同温度下均匀分解组成元素来合成。我们报告等离子体增强ALD制备坡莫合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$薄膜和纳米管，使用二茂镍和叔丁醇铁（III）作为金属前体，水作为氧化剂和循环等离子体增强还原步骤与氢。我们已经优化了ALD周期的Ni：Fe原子比和功能特性。在平面薄膜几何结构中，我们获得了0.013的吉尔伯特阻尼，28 $μΩ$ cm的电阻率和5.6 $\%$的各向异性磁阻效应。我们证明，该过程也适用于覆盖GaAs纳米线，导致坡莫合金纳米管具有高的纵横比和直径约150 nm。通过微聚焦布里渊光散射研究了单个纳米管的晶相、组成和自旋动力学响应。我们的研究结果使基于镍铁的3D自旋电子学和磁振子器件在弯曲和复杂的拓扑结构中工作在GHz频率范围内。
2021-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Porous nanostructured metal oxides synthesized through atomic layer deposition on a carbonaceous template followed by calcination
具有纳米尺寸特征的多孔金属氧化物由于其高的表面积而引起了近几十年来的广泛关注，这对于许多应用是必不可少的，例如锂离子电池、光催化剂、燃料电池和染料敏化太阳能电池。迄今为止，人们研究了多种方法来合成多孔纳米结构的金属氧化物，包括自组装和模板辅助合成。对于后一种方法，森林的碳纳米管被认为是特别有前途的模板，就其一维性质和所得的高表面积。在这项工作中，我们系统地研究了形成多孔金属氧化物（Al 2 O3，TiO 2，V2 O 5和ZnO）具有不同的形貌使用原子层沉积在多壁碳纳米管，然后通过沉积后煅烧。X-射线衍射，扫描电子显微镜伴随X-射线能量色散谱和透射电子显微镜被用于在煅烧过程中的微观和纳米尺度的形态和结构转变的调查。金属氧化物的晶化温度、表面覆盖率和碳纳米管的氧化温度对最终形貌有显著影响。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Nanotubes
我们报道了几个国家的团体独立发明的铁电纳米管。器件已经用三种不同的材料制成：锆钛酸铅PbZr 1-xTixO 3（PZT）;钛酸钡BaTiO 3;和钽酸锶铋SrBi 2 Ta 2 O 9（SBT）。几种不同的沉积技术已经成功地使用，包括雾化CSD（化学溶液沉积）和孔隙润湿。铁电滞后和高的光学非线性已被证明。通过SEM、TEM、XRD、AFM（压电模式）和SHG分析了结构。沟槽在硅动态随机存取存储器，喷墨打印机和光子器件的应用进行了讨论。已经研究了直径小至20 nm的铁电填充孔。
2003-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Pyrolytic Synthesis of Carbon Nanotubes on Ni, Co/MCM-41 Catalysts
研究了乙炔裂解时，在含镍和钴的有序介孔分子筛MCM-41上气相热解沉积碳的过程。观察到取决于热解条件的纳米管、纳米线和无定形碳颗粒的形成。
2004-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Crossover between two different magnetization reversal modes in arrays of iron oxide nanotubes
从理论上研究了原子层沉积法生长的外径为50 nm的氧化铁纳米管有序阵列中的磁化反转与管壁厚度$d_{w}$的关系。在细管（$d_{w}<13$ nm）中，通过涡旋畴边界的传播来实现磁化反转，而在厚壁管（$d_{w}>13$ nm）中，通过横向畴边界的传播来驱动反转。管之间的静磁相互作用是导致阵列中的矫顽场减小的原因。我们的计算结果与最近报道的实验结果一致。我们预测，在考虑的长度尺度上，涡旋和横向磁化反转模式之间的交叉是一种普遍现象。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Devices Based on Purified Carbon Nanotubes Grown By High Pressure Decomposition of Carbon Monoxide
由单壁碳纳米管（SWNTs）制成的晶体管，导线和传感器的优异性能使其成为先进纳米电子系统中有前途的候选者。气相生长程序，如一氧化碳的高压分解（HiPCO）方法产生大量的小直径半导体单壁碳纳米管，这是理想的用于纳米电子电路。然而，生长态HiPCO材料通常含有大部分碳质杂质，其降低SWNT器件的性能。在这里，我们展示了一种纯化，沉积和制造过程，产生的设备组成的金属和半导体纳米管的电子特性大大优于那些从原料HiPCO制成的电路。电路上的源极-漏极电流测量作为温度和背栅电压的函数，用于量化场效应晶体管几何形状中的半导体纳米管的能隙。这项工作展示了重大进展的目标，生产复杂的集成电路从批量生长的单壁碳纳米管材料。
2005-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Embedding a carbon nanotube across the diameter of a solid state nanopore
提出了一种用于将单壁碳纳米管（SWNT）定位和嵌入固态纳米孔的直径的制造方法。化学气相沉积（CVD）用于在薄氮化硅膜中的聚焦离子束（FIB）研磨孔阵列上生长单壁碳纳米管。这通常产生至少一个孔，其直径被SWNT中心穿过。通过原子层沉积（ALD）调节FIB孔的最终直径以产生任何所需直径的纳米孔，同时将SWNT嵌入和绝缘在除了与最终纳米孔的直径交叉的区域之外的任何地方，在该区域中SWNT保持原始和裸露。这种纳米管连接的纳米孔是实现用于生物分子传感和电子表征（包括DNA测序）的新型检测器的重要一步。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High-Yield of Memory Elements from Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Atomic Layer Deposited Gate Dielectric
碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）已被提议作为未来纳米电子学的可能构建块。但是CNT FET的挑战在于它们似乎在其传输特性中随机地显示不同的滞后量。滞后通常归因于纳米管和栅极之间的电介质层中的电荷捕获。这项研究包括94个CNT FET样品，提供了一个前所未有的统计基础上看到在五个不同的CNT栅极配置的滞后。我们发现记忆效应可以通过仔细设计纳米薄层的栅介质来控制。通过使用HfO $_{2}$和TiO $_{2}$在三层结构中的原子层沉积（ALD），我们实现了第一个CNT FET，其传输特性具有一致且窄分布的记忆效应。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the diameter of decorated CN nanotubes by temperature variations using HF-CVD
采用热灯丝化学气相沉积（HF-CVD）法，在氮气-甲烷-氨气气氛中制备了修饰氮化碳纳米管（C-N）图案化薄膜。系统地研究了不同种类的C-N纳米结构之间的转变作为从700到820 ℃的局部衬底温度的函数。所生成的管状结构的形态、直径以及性质表现出对该参数的强烈依赖性。通过电子显微镜观察到一种覆盖所有管状结构的新型装饰。弯曲的晶格条纹揭示了空心碳氮纳米管的无序的类石墨性质。拉曼光谱证实了作为温度的函数的微观顺序的转变。此外，在真空中的场发射进行了研究，并显示了一个壮观的相关性的沉积温度，因此直径的C-N管。对于薄于50 nm的管阵列，观察到低于4 V/um的起始场。
2013-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Fano-Resonances in Single-Wall Carbon Nanotubes
本文研究了用化学气相沉积法生长的金属碳纳米管（CNTs）的低温线性和非线性电导$G$。接触的高透明度允许在高电导状态下研究这些双端器件。我们观察到预期的四重壳模式与近藤物理在中间的透明度{ $G\alt 2e^2/h$ }和过渡到开放的制度，其中的最大电导加倍，并绑定由$G_{max}=4e^2/h$。在高- $G$状态下，在从量子点到弱连接的转变处，CNT能级被强烈地加宽。尽管如此，尖锐的共振出现叠加在背景上，其随栅极电压缓慢变化。这些共振通过它们的线形被识别为Fano共振。法诺共振的起源沿建模进行了讨论。
2004-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Tight-Binding Grand Canonical Monte Carlo Study of the Catalytic Growth of Carbon Nanotubes
采用紧束缚模型结合巨正则蒙特卡罗模拟研究了碳纳米管在小镍团簇上的成核过程。该技术紧密遵循通过化学气相沉积合成碳纳米管的条件。作为碳化学势的函数的催化剂颗粒上的碳帽的可能形成进行了研究，对于不同尺寸的颗粒，无论是结晶或无序。我们发现，这些参数强烈影响的帽/颗粒界面的结构，这反过来又会有很强的效果上的控制的纳米管的结构。特别是，我们讨论了表面或次表层的碳的存在。
2007-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic deposition of graphene in a gaseous environment: A deterministic route to synthesize rolled graphenes?
合成具有所需直径和手性的单壁碳纳米管（SWCNT）对于设计具有所需性质的纳米级电子器件至关重要。1 -6现有方法基于自组装，7- 1 - 6因此缺乏对其直径和手性的控制。目前的工作报告了一个直接的路线滚动石墨烯。具体地，我们发现石墨烯的静电沉积产生：（i）在高真空（10-7托）下的平坦石墨烯层，（ii）在氢气气氛下完全卷曲的石墨烯，（iii）在氮气气氛下部分卷曲的石墨烯，以及（iv）对于氦气气氛没有卷曲。我们的研究表明，静电场的应用促进了暴露于适当气体的石墨烯片的滚动，并允许任何尺寸的石墨烯的滚动。这里提出的技术，结合生产均匀宽度的石墨烯纳米带（GNRs）的技术，将对基于碳纳米管的器件的发展产生重大影响。此外，本技术可应用于获得其它层状材料的管/卷。
2008-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of carbon incorporation in sulfide thin films grown by hybrid pulsed laser deposition
University of Southern California（南加州大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究通过混合脉冲激光沉积法评估硫化物薄膜中碳掺杂的影响，发现最佳生长温度和TBDS压力可显著减少碳污染。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of single-walled carbon nanotube/Si heterojunction solar cell with high photovoltaic conversion efficiency and stability
采用常压浮动催化剂化学气相沉积法制备了高质量的单壁碳纳米管（SWNTs）网络薄膜，研究了其在碳纳米管/硅异质结太阳能电池中的光伏特性。由于器件窗口尺寸的优化和具有低电阻率和高透明度的SWNT薄膜的利用，SWNT/Si异质结太阳能电池实现了大于12%的高光伏转换效率，而无需任何后处理，例如载流子掺杂处理。此外，这些器件在空气中的光伏性能的高稳定性和再现性也得到了证明。
2013-10-30 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
Analysis of Fe and Co binary catalysts in chemical vapor deposition growth of single-walled carbon nanotubes
本研究系统考察Fe-Co比例与CVD条件对单壁碳纳米管生长的影响，结合表征与MD模拟揭示了Fe、Co的差异化作用及最优催化剂组成。
2025-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of large-scale ring carbon nanotube networks and a general growth mechanism for carbon nanotubes
采用热化学气相沉积法在多孔阳极氧化铝纳米通道网络模板中首次制备了大规模完全互连的环状碳纳米管（CNT）网络。这种导电碳纳米管网络膜由数十亿个单层纳米管段组成，可以制成厘米级的模板大小，具有均匀的二维环状拓扑结构。这些碳纳米管网络可以由电沉积到模板中的微小Fe/Co催化剂颗粒生长，或者完全不需要额外的金属催化剂。常见的互连环拓扑结构表明了一种双尖端生长机制，其中每个CNT的生长应该通过碳簇的掺入在两端发生，直到它们连接到其他CNT中。通过比较有催化剂颗粒和无催化剂颗粒的碳纳米管网络的不同形貌，我们发现碳团簇的局部浓度对碳纳米管的持续生长起着关键作用。
2006-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Highly unperturbed inner tubes in CVD grown double-wall carbon nanotubes
报道了用催化气相沉积法制备具有高度无扰动内壳的双壁碳纳米管。温度依赖性和高分辨率的拉曼测量结果表明，增强的声子寿命的内管相对于外部的和类似直径的单壁碳纳米管。这证明了内管与豌豆生长的DWCNT中的内管类似是未扰动的。外管的存在被认为是为了保护内管免受与杂质的相互作用，并稳定无缺陷内管的生长。目前的材料强调了DWCNTs的应用潜力。
2005-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Formation of metallic nano-crystals from gel-like precursor films for CVD nanotube growth: An in-situ TEM characterization
在透射电子显微镜（TEM）中通过原位退火观察连续Fe（NO3）3催化剂膜的演变。这种催化剂通常用于碳纳米管的催化生长。实验表明，在300 ℃左右，凝胶状膜已经形成结晶颗粒。在通常的700 ℃的碳纳米管生长温度下，颗粒是具有对数正态尺寸分布的单晶。观察结果还表明，尽管颗粒具有晶体结构，但仍具有高迁移率。实验允许获得有关催化剂膜的化学性质和结晶度的详细信息，这为解释通过化学气相沉积的碳纳米管生长提供了有价值的信息。
2005-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of a 3D network of Pt nanowires by atomic layer deposition on carbonaceous template
由独立和互连的Pt纳米线组成的3D网络的形成通过两步法实现，该两步法由通过原子层沉积（ALD）在碳纳米管森林上共形沉积Pt和随后去除碳质模板组成。通过透射电子显微镜（TEM）和电化学阻抗谱（EIS）对这种新型三维纳米结构进行了详细的表征。这些表征表明，铂的这种纯3D纳米结构是自支撑的，并且提供了50倍的电化学活性表面积的增强。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Structures of iron and cobalt bimetallic clusters for optimized chemical vapor deposition growth of single-walled carbon nanotubes
The University of Tokyo（东京大学）；Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院多维碳材料中心）；Dalian University of Technology（大连理工大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）
研究通过铁钴双金属簇优化化学气相沉积生长单壁碳纳米管，发现Fe0.75Co0.25合金在高温下促进大直径纳米管生长。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Metal Element in Catalytic Growth of Carbon Nanotubes
利用第一性原理计算，我们模拟了碳纳米管在后过渡金属（Ni，Pd，Pt）和钴（Cu，Ag，Au）纳米颗粒上的化学气相沉积（CVD）生长。该过程进行了分析，在单和双原子碳物种的结合，它们的扩散途径，和不断增长的碳纳米管的稳定性。我们发现，扩散途径可以通过选择催化剂和碳前体来控制。CNT通过扶手椅边缘的结合比通过锯齿形边缘的结合更有利，但相对稳定性在金属之间变化显著。钴金属，特别是铜，被发现有利于CVD生长的碳纳米管在低温和窄的手性分布。
2008-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of fcc-Palladium nano-crystals with Hydrogen during PECVD growth of Carbon nanotubes
采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术，以乙炔和氨水为溶剂，在钯片上成功地制备了碳纳米管。比较了两种不同的装置，并解释了最佳生长条件的条件。通过透射电子显微镜（TEM）对样品的电子衍射图进行了详细的分析，结果表明Pd的晶格发生了膨胀，这可以用fcc-PdHx（x=0. 1.对于x=1.. 2首次报道了六方晶系PdH_2的研究结果，其晶格间距与氢含量无关。当样品随后用氢气处理时，fcc-PdH和hcp-PdH 2的量增加。提供了一个增长模型。
2003-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of coercivity in magnetic nanotubes
无限大的磁性纳米管的成核场，在一个磁场的情况下施加平行于管的长轴，计算作为其几何参数的函数，并与那些产生的阳极氧化铝膜的孔隙内的原子层沉积。我们还将这一结果推广到角依赖的情况。我们观察到从卷曲模式旋转相干模式旋转的函数的角度，其中的外部磁场施加的过渡。最后，我们观察到管的内径有利于磁化卷曲反转。
2007-10-30 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
Lithographically defined site-selective growth of Fe filled multi-walled carbon nanotubes using a modified photoresist
采用乙酰丙酮铁（Fe（acac）3）粉末和常规光致抗蚀剂的简单混合物，在850 °C下用丙烷通过化学气相沉积生长部分填充Fe的多壁碳纳米管（MWCNT）。扫描电子显微镜显示，平均直径为70 nm的催化纳米粒子形成的Si基板上，其中管理的MWCNTs的直径。透射电子显微镜显示，纳米管具有多壁结构与部分Fe填充。通过一种简单的生长路线实现了部分Fe填充的MWCNTs的位置选择性生长。
2019-08-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Critical Oxide Thickness for Efficient Single-walled Carbon Nanotube Growth on Silicon Using Thin SiO2 Diffusion Barriers
将碳纳米管，特别是单壁碳纳米管，无缝地集成到硅上的能力将大大扩展应用范围。虽然使用化学气相沉积的直接集成是最简单的方法，但由于形成非催化硅化物，单壁碳纳米管在裸硅和超薄氧化物上的生长受到极大抑制。使用X射线光电子能谱学，我们表明，硅化物的形成发生在超薄氧化物由于热激活金属扩散通过氧化物。硅化物对单壁纳米管生长的影响大于多壁纳米管，这是由于在较高的单壁纳米管生长温度下增加的动力学。我们证明，镍和铁催化剂，当沉积在干净的硅或超薄二氧化硅层，开始形成硅化物在相对较低的温度下，并通过900 ℃，所有的催化剂已被纳入硅化物，使其不活跃的后续单壁纳米管的生长。我们进一步表明，4 nm的二氧化硅层是最小的扩散阻挡层的厚度，它允许有效的单壁纳米管的生长。
2007-10-09 cond-mat.mtrl-sci
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
Use of Anodic TiO2 Nanotube Layers as Mesoporous Scaffolds for Fabricating CH3NH3PbI3 Perovskite-based Solid State Solar Cells
我们优化了沉积CH3NH3PbI3钙钛矿到由阳极TiO2纳米管层组成的介孔电极。通过简单的旋涂方法，获得管支架的完全填充，这导致与TiO 2管对应物共形接触的叉指型钙钛矿结构。这种组件可以用作无空穴传输材料配置的固态太阳能电池，即，管支架用作电子收集器和阻挡层，而钙钛矿用作可见光吸收剂和空穴传输材料。我们表明，用钙钛矿完全填充管支架对于提高太阳能电池效率至关重要。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
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
Super-Hydrophobic Multi-Walled Carbon Nanotube Coatings for Stainless Steel
我们利用AISI 316不锈钢的天然表面粗糙度和铁含量，通过化学气相沉积（CVD）在低温（$< 1000^{\circ}$ C）下直接生长多壁碳纳米管（MWCNT）随机网络，而无需添加任何外部催化剂或耗时的预处理。以这种方式，在不锈钢片上获得超疏水MWCNT膜，其表现出高接触角值（$154^{\circ}$）和高粘附力（高接触角滞后）。此外，在扫描电子显微镜（SEM）的多壁碳纳米管薄膜的调查揭示了一个双重的层次形态的多壁碳纳米管的亲水性碳纳米结构的尖端上的疏水性多壁碳纳米管的无规网络。由于Salvinia效应，MWCNT膜的疏水和亲水复合表面为导电不锈钢提供了固定的超疏水涂层。这种仿生表面不仅可以防止腐蚀和结垢，而且还可以提供低摩擦和减阻。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Computational study of boron nitride nanotube synthesis: how catalyst morphology stabilizes the boron nitride bond
为了理解为什么氮化硼纳米管生长的催化方法比碳纳米管差得多，我们使用第一性原理计算来研究在铁催化剂上形成N2，B2和BN分子的元素反应的能量学。我们观察到，在这些小分子的情况下，催化活性受到铁表面上B2形成的阻碍。我们还观察到，我们的纳米颗粒模型中存在的台阶边缘的局部形态使氮化硼分子相对于B2稳定，这是由于台阶边缘同时为氮和硼提供具有不同配位的位点的能力。我们的研究结果强调了高产量的BN纳米管的化学气相沉积生长的原子步骤的重要性，并可能勾勒出提高效率的方法的新方向。
2009-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Textured growth and electrical characterization of Zinc Sulfide on back-end-of-the-line (BEOL) compatible substrates
本文研究在后道工艺兼容衬底上低温生长硫化锌薄膜，采用脉冲激光沉积实现织构化晶体生长，并通过电学表征证明其低漏电流和高本征性，为BEOL三维集成提供潜在p型宽带隙半导体材料。
2025-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of growth temperature on the CVD grown Fe filled multi-walled carbon nanotubes using a modified photoresist
采用常压化学气相沉积法，利用乙酰丙酮铁与传统光刻胶的简单混合物合成了Fe填充的碳纳米管，并研究了生长温度从550 ° C到950 °C对Fe填充的碳纳米管的影响。扫描电子显微镜结果表明，随着生长温度从550 °C升高到950 °C，纳米管的平均直径增大，而数量密度减小。高分辨率透射电子显微镜以及能量色散X射线研究表明，纳米管具有多壁结构，部分Fe填充所有的生长温度。通过X射线衍射图观察到纳米管的石墨性质。拉曼光谱分析表明，碳纳米管的石墨化程度取决于生长温度。
2020-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Robust chirality memory in carbon nanotubes growing under modulated and evolving environments
The University of Tokyo（东京大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过动态生长历史重建揭示碳纳米管手性在生长环境变化下的鲁棒性，表明手性控制可在成核阶段实现，同时允许后续延伸的优化。
2026-01-07 cond-mat.mtrl-sci
