Determination of the electrostatic lever arm of carbon nanotube field effect transistors using Kelvin Force Microscopy
我们利用开尔文力显微镜（KFM）研究了具有背栅结构的单壁碳纳米管场效应晶体管器件（CNTFFET）在室温下的静电特性。我们表明，KFM地图记录作为一个功能的设备背栅极化，使一个完整的现象学确定与KFM探针侧电容的平均效应，从而获得KFM测量与定量字符。的CNTFET的静电杠杆臂的值是从KFM测量确定的，并发现与基于库仑阻塞的传输测量的协议。
2009-06-04 cond-mat.mes-hall
Honeycomb lattice of graphite probed by scanning tunneling microscopy with a carbon nanotube tip
碳纳米管（CNT）针尖是通过化学气相沉积在蚀刻钨丝的顶点处制造的，并用于扫描隧道显微镜。在T=79 K时，用CNT针尖分辨STM图像中的石墨蜂窝晶格。源自CNT的p轨道的优异空间分辨率是STM图像中石墨蜂窝晶格的图像的原因。CNT尖端对于晶格常数小的样品的成像是有用的，并且由于其具有尖锐的p轨道的优越空间分辨率，可以获得具有轨道排序的样品中的轨道信息。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging the formation of a p-n junction in a suspended carbon nanotube with scanning photocurrent microscopy
我们使用扫描光电流显微镜（SPCM），调查个人悬浮半导体碳纳米管器件的电位分布是通过本地门工程。原位可调的pn结可以在沿纳米管轴的任何位置产生。结合SPCM与运输测量允许详细的微观研究的能带轮廓的演变作为栅极电压的函数。在这里，我们研究的出现，一个p-n和n-p结的n型晶体管沟道使用两个局部栅极。在这两种情况下的I-V曲线记录的栅极配置对应的形成的p-n或n-p结的SPCM测量揭示了一个明确的过渡电阻整流制度。整流曲线可以很好地拟合肖克利二极管模型与串联电阻，并揭示了一个明确的理想二极管的行为。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall
Effects of Tip-Nanotube Interactions on Atomic Force Microscopy Imaging of Carbon Nanotubes
我们研究原子力显微镜（AFM）的提示和单个碳纳米管（CNT）支持SiO2之间的范德华（VDW）相互作用的效果。分子动力学（MD）模拟揭示了如何碳纳米管变形在AFM测量过程中，不考虑AFM针尖材料。单（双）壁CNT的表观高度可用于估计其直径高达~2 nm（~3 nm），但对于更大的直径，CNT横截面不再是圆形的。我们的模拟进行了比较，从AFM测量和共振拉曼光谱获得的CNT尺寸，具有良好的协议较小的CNT直径。在一般情况下，大直径碳纳米管的AFM测量必须小心解释，但该方法的可靠性得到改善，如果知识的数量的碳纳米管壁是available-able，或者如果额外的验证（例如，通过光学技术）可以获得。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deep-learning recognition and tracking of individual nanotubes in low-contrast microscopy videos
Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier（法国国家科学研究中心-蒙彼利埃大学查尔斯·库仑实验室（L2C），UMR 5221）
本文提出基于 Mask-RCNN 和 ResNet-50 的深度学习自动化方法，用于在低对比度原位 HPM 视频中识别和跟踪单个碳纳米管，提升动力学数据提取效率与通量，为纳米管生长统计研究奠定基础。
2024-10-17 cond-mat.mes-hall cs.CV eess.IV
Exciton diffusion in semiconducting single-wall carbon nanotubes studied by transient absorption microscopy
利用瞬态吸收显微镜研究了孤立半导体单壁碳纳米管中激子的时空动力学。测量了750 nm泵浦脉冲激发后810 nm探测脉冲的差分反射和透射。我们观察到一个双指数衰减的信号，快速的时间常数为0.66 ps和较慢的时间常数为2.8 ps。这两个常数都与泵浦能量密度无关。通过空间和时间分辨差分反射，我们能够观察到激子的扩散，并且在室温下测量到200 cm 2/s的扩散系数，在10 K和150 K的较低温度下测量到300 cm 2/s的扩散系数。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantitative magnetic force microscopy on permalloy dots using an iron filled carbon nanotube probe
我们的特点是一种新的磁力显微镜（MFM）探头的基础上，铁填充的碳纳米管（FeCNT）使用磁共振成像坡莫合金（Py）磁盘饱和在高磁场垂直于磁盘平面。通过将FeCNT探针描述为在其尖端具有单个磁致伸缩器，其有效磁荷由碳纳米管中包裹的铁丝的直径和其饱和磁化强度4 πM_s ~ 2.2 x 10^4 G确定，精确地模拟了实验数据。磁致伸缩探针能够定量测量样品表面附近的磁场梯度。横向分辨率由铁丝的直径~15 nm和探针-样品分离来定义。作为示范，磁场梯度接近的域和涡旋状态的Py点的表面成像。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-enhanced Raman Microscopy of Individual Carbon Nanotubes
拉曼光谱揭示了化学特定信息，并提供了对分子世界的无标记洞察。然而，信号本质上很弱，需要增强技术。在这里，我们证明了Purcell增强拉曼散射在一个可调谐的高精细度微腔，并利用它的分子诊断相结合的拉曼和吸收成像。研究单个单壁碳纳米管，我们确定了关键的结构参数，如纳米管半径，电子结构和消光截面。我们观察到一个320倍的增强拉曼散射光谱密度和有效的Purcell因子为6.2，与收集效率为60%。潜在的显着更高的增强，定量信号，固有的光谱过滤和缺乏固有的背景在腔真空受激拉曼散射使该技术成为一个有前途的工具，分子成像。此外，涉及局域激子的腔增强拉曼跃迁可能用于获得对纳米机械运动的量子控制，并为分子腔光学力学开辟了一条途径。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-field optical investigation of Ni clusters inside single-walled carbon nanotubes on the nanometer scale
我们使用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）来表征单壁碳纳米管（SWCNT）内生长的镍纳米团簇。在纳米管中填充乙酰丙酮镍（II），通过退火将分子转化为镍簇。金属团簇在近场相位图中由于自由载流子的激发而产生高的局部对比度增强。近场对比度的模拟使用有限偶极子模型，近似与椭圆形纳米粒子的集群。与磁力显微镜相比，s-SNOM对碳纳米管内的金属簇的定位更为敏感。我们估计检测阈值为~600个Ni原子。
2018-09-20 cond-mat.mes-hall
Simple and reliable method of conductive SPM probe fabrication using carbon nanotubes
我们展示了扫描探针显微镜（SPM）导电探针制造的过程中，一个单一的多壁碳纳米管（MWNT）的硅悬臂金字塔。使用电泳技术从MWNT悬浮液中形成可靠地附着到金属覆盖的金字塔的纳米管束。它示出的酒窝铝样品可以用于缩短/修改的纳米管束通过施加脉冲电压之间的探针和样品，并通过原子力显微镜（AFM）成像的样品用于控制探针的形状。它允许制造适合于SPM成像在接触和调制制度的探针。大多数这样的探针是导电的，在SPM成像的数小时内导电性不会降低。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton diffusion in air-suspended single-walled carbon nanotubes
报道了激子在空气悬浮单壁碳纳米管中扩散长度的直接测量。光致发光显微镜用于识别单个纳米管并确定其长度和手性指数。激子扩散长度通过比较光致发光强度对纳米管长度的依赖性和扩散方程的数值解得到。我们发现，在这些干净的，生长的纳米管的扩散长度是显着长于胶束封装的纳米管的报告。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall
Clocking the anisotropic lattice dynamics of multi-walled carbon nanotubes by four-dimensional ultrafast transmission electron microscopy
四维超快透射电子显微镜（4D-UTEM）的最新进展使得在原子水平上直接可视化材料的结构动力学成为可能。在这里，我们报告我们的发展上的4D-UTEM，可以正常操作的光电发射或电子模式。我们证明了它的能力，以获得序列的快照具有高的空间和时间分辨率的多壁碳纳米管（MWCNTs）的晶格动力学的研究。这项研究提供了一个原子水平上的描述显着的各向异性晶格动力学在皮秒的时间尺度。此外，我们的UTEM测量清楚地表明，可区分的晶格弛豫出现在几皮秒的超快时间尺度上的管内片，然后沿径向的明显的晶格膨胀。多壁碳纳米管中的这些各向异性行为被认为是由多种化学键合引起的，即管状平面之间的弱范德华键合和管状片材中的强共价sp2杂化键合。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of carbon nanotube photoluminescence by photonic crystal nanocavities
利用光子晶体纳米腔增强单壁碳纳米管的光致发光。胶束封装的纳米管沉积在硅光子晶体板内的纳米腔和共聚焦显微镜被用来表征的设备。光致发光光谱和图像显示纳米管发射耦合到纳米腔模式。腔模式可以在整个碳纳米管的发射波长进行调谐，证明了从各种手性增强光致发光的能力。
2012-05-09 cond-mat.mes-hall
Comprehensive characterization of an individual carbon nanotube transport device
我们提出了一个全面的表征一个单独的多壁碳纳米管传输设备结合电子显微镜和拉曼光谱与电气测量。每种方法都提供了互补的信息，相互帮助相互解释。介绍了一个样品设计，允许结合这些调查方法对个别碳纳米管设备。这提供了拉曼模式的传输特征和位移与结构特性（例如接触界面和纳米管的形态）的直接相关性。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall
Ultra High Thermal Resolution Scanning Probe Microscopy via Carbon Nanotube Tipped Thermal Probes
我们提出了一种新的概念，扫描热纳米探针，利用极端的热传导的碳纳米管（CNT）之间的探针和样品的通道热量。CNT在扫描热显微镜（SThM）中的集成克服了标准SThM探针的主要缺点，其中顶端SThM探针的低热导率是主要限制因素。CNT（CNT-SThM）的集成将SThM灵敏度扩展到更高热导率材料（例如金属、半导体和陶瓷）中的热输运测量，同时还提高了空间分辨率。使用CNT-SThM探针对超大规模集成（ULSI）互连中的热传输进行的研究显示了陶瓷层中的热传输的精细细节，这对于减轻ULSI金属电流引线中的电迁移至关重要。对于几层石墨烯，CNT-SThM探针的热传输灵敏度和空间分辨率与标准SThM探针相比表现出显著优异的热分辨率，实现了20-30 nm的形貌和~30 nm的热空间分辨率（与标准SThM探针的50-100 nm相比）。CNT出色的轴向导热性、高纵横比和坚固性使CNT-SThM成为测量纳米级热物理性质的完美热探针，也是下一代热显微镜的优秀候选者。
2013-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the thermal contact resistance of a carbon nanotube heat spreader
将碳纳米管机械支撑件的热阻从绝缘调整到导电的能力可以允许下一代热管理设备。在这里，我们展示了碳纳米管支持，实现弱或强的热耦合，选择性的制造技术。通过原位电子热显微镜的直接成像显示，弱耦合到其载体的纳米管的接触热阻大于250 K*m/W，并且通过将纳米管嵌入金属接触中，该值可以降低到4.2（+5.6/-2.1）K*m/W。
2010-07-26 cond-mat.mes-hall
Electric charge enhancements in carbon nanotubes: Theory and experiments
我们提出了一个详细的研究微米长的单壁碳纳米管的电荷的静电增强效应，理论上使用原子电荷偶极子模型和实验静电力显微镜。我们表明，纳米管表现出在其两端令人惊讶的弱电荷增强，减少与纳米管长度和纳米管半径增加。理论和实验之间的定量协议。
2009-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying signatures of photothermal current in a double-gated semiconducting nanotube
单壁碳纳米管（SWNT）的显著电学和光学特性使工程设备原型在光电探测器和太阳能电池等应用中显示出巨大的潜力。然而，任何走向工业成熟的道路都需要详细了解控制光电流产生过程的基本机制。在这里，我们提出了扫描光电流显微镜测量的双栅悬浮半导体单壁碳纳米管，并表明，光伏和光热机制是相关的光电流的解释。我们发现，一个或其他过程的主导或非主导的字符取决于掺杂的配置文件，并且每个贡献的大小是强烈影响的串联电阻从带对齐与金属接触。这些结果提供了新的见解，在扫描光电流显微镜的功能解释和单壁碳纳米管制成的光电子器件的理解奠定了基础。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall
Synthesis, Characterization and Investigation of Electrical Transport in Metal Nanowires and Nanotubes
本论文致力于金属纳米线和纳米管的合成、表征以及电输运的研究。采用电化学沉积法在纳米多孔模板中制备了金属纳米线（Ni、Cu）和纳米管（Cu）。在合成前沿，电化学沉积方案被开发以实现单一结晶和管状纳米结构的合成。纳米结构的特征在于使用结构表征技术，如X射线衍射，扫描电子显微镜和透射电子显微镜。磁性纳米线的特点也使用VSM和SQUID磁强计。电输运测量在很宽的温度范围内（3 K-700 K）进行，以了解当电子平均自由程受到这些纳米结构的尺寸限制时，电子与声子、磁振子和表面的相互作用。在宽的温度范围内进行测量，以涵盖和研究磁性纳米线的情况下的铁磁到顺磁相变。我们观察到这些相互作用的系统标度和特征温度，如德拜温度（θ_R）和居里温度（T_C）作为直径的函数。我们还观察到，当我们从纳米线到金属纳米管时，这些相互作用是如何变化的。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall
Plastic Deformations in Mechanically Strained Single-Walled Carbon Nanotubes
原子力显微镜操作用于可控地拉伸单个金属单壁碳纳米管（SWNTs）。我们已经发现，单壁碳纳米管可以保持高达30%的伸长率而不断裂。扫描门显微镜和传输测量被用来探测的单壁碳纳米管的电子性能，这揭示了应变引起的增加，在管内电子散射的阈值应变以上的约5- 10%的机械应变的影响。这些发现与预测碳纳米管中塑性形变和缺陷形成的理论计算是一致的。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall
Metrological Investigation of the (6,5) Carbon Nanotube Absorption Cross Section
利用单纳米管吸收显微镜，我们测量了（6，5）碳纳米管在二阶光学跃迁时的吸收截面。我们得到的值为3.2 × 10 ~（-17）cm ~ 2/C原子，精度为15%，准确度低于20%。这构成了第一个手性识别的纳米管的吸收截面研究。相关的吸收-发光显微镜上进行的长纳米管揭示了激子扩散的纳米管的直接表现。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-induced blueshift and quenching of photoluminescence in suspended single-walled carbon nanotubes
研究了栅电压对悬浮单壁碳纳米管光致发光谱的影响。光致发光显微镜和激发光谱用于识别单个纳米管，并确定其手性。在施加栅极电压的情况下，我们观察到发射能量的轻微蓝移和光致发光的强烈猝灭。蓝移是相似的不同的手征性调查，建议外在机制。此外，我们发现光致发光强度与闸极电压呈指数关系。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Energy Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes by Resonant Electron Scattering
我们用低温扫描隧道显微镜表征了单壁碳纳米管费米能级附近的能带色散。分析能量依赖的驻波振荡，这是由于量子干涉的电子共振散射的缺陷，产生一个线性的能量色散EF附近，并指出宇称散射扶手椅型单壁碳纳米管的重要性。此外，这些数据提供的紧束缚重叠积分和费米波矢量的值与以前的工作很好的协议，但表明，电子相干长度大大缩短。
2001-07-27 cond-mat.mes-hall
Why do Collapsed Carbon Nanotubes Twist?
我们研究的崩溃和随后的自发扭曲的碳纳米管的原位透射电子显微镜。一个定制尺寸的纳米管首先在显微镜中通过选择性地从母体多壁管中提取壳来创建。通过机械刺激使少壁、大直径的子纳米管塌陷，然后带状塌陷管自发地沿其长轴扭曲。原位衍射实验充分表征未塌陷和塌陷管。从实验观察和相关的理论分析，扭转的起源被确定为压缩应变由于电荷不平衡。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotube quantum dots on hexagonal boron nitride
我们报道了在六方氮化硼（hBN）薄片上制备第一个碳纳米管（CNT）量子点的细节和低温特性。我们表明，碳纳米管可以生长在hBN通过标准的化学气相沉积和标准的扫描电子显微镜成像和光刻可以采用优化的参数时，制造纳米电子结构。这种概念验证为hBN上更复杂的器件铺平了道路，具有更可预测和可再现的特性和电子稳定性。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Imaging Electron Wave Functions of Quantized Energy Levels in Carbon Nanotubes
碳纳米管提供了一个独特的系统来研究一维量子化现象。扫描隧道显微镜被用来观察短金属碳纳米管中对应于量子化能级的电子波函数。离散的电子波是明显的周期性振荡的微分电导作为沿管轴的位置的函数，具有不同于原子晶格的周期。在相邻的离散能量下，可以观察到几个电子态的波函数。测量的波长与计算的扶手椅型纳米管的费米波长吻合得很好。
1998-11-23 cond-mat.mes-hall
Conductivity and Atomic Structure of Isolated Multiwalled Carbon Nanotubes
我们报告相关的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和运输测量一系列孤立的多壁碳纳米管。高分辨透射电镜观察，通过揭示相关的结构特征的管，揭示了一些光的各种观察到的传输行为，从半导体到准金属型。非欧姆行为观察到某些样品表现出“竹状”的结构缺陷。最导电样品的电阻，测量到20 mK，表现出明显的最大值在0.6 K和强的正磁阻。
1997-10-30 cond-mat.mes-hall
Near-unity radiative quantum efficiency of excitons in carbon nanotubes
光子器件的效率主要由辐射量子效率决定，辐射量子效率是由发光材料给出的特性。然而，尽管碳纳米管是纳米光子学的重要材料，但其定量表征一直很困难。在这里，我们确定了明亮的激子在碳纳米管的辐射量子效率通过修改激子动力学通过腔量子电动力学效应。硅光子晶体纳米梁腔被用来诱导单个碳纳米管的Purcell效应。光谱和时间行为的腔增强的光致发光显微镜，其特征在于，和分数的辐射衰减过程进行评估。我们发现，在室温下，碳纳米管中亮激子的辐射量子效率接近于1。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes as a tip calibration standard for electrostatic scanning probe microscopies
扫描表面电位显微镜（SSPM）是表征小尺寸电特性的最广泛使用的技术之一。适用性SSPM和相关的静电扫描探针显微镜成像的潜在分布在有源微和纳米电子器件需要尖端表面对比度转移的定量知识。在这里，我们展示了实用的碳纳米管为基础的电路来表征静电扫描探针显微镜（SPM）的尖端的几何特性。根据实验观察，微分尖表面电容的解析形式。
2002-06-24 cond-mat.mes-hall
Imaging magnetic vortex configurations in ferromagnetic nanotubes
我们的图像的剩余磁化配置的CoFeB和坡莫合金纳米管（NTs），使用X射线磁性圆二色性光电子显微镜。这些图像提供了通量封闭配置的直接证据，包括全球涡旋状态，其中磁化点周向围绕NT轴。此外，微磁学模拟预测和测量证实，涡旋状态可以通过减少NT纵横比编程为平衡剩余磁化配置。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Mechanical detection of carbon nanotube resonator vibrations
利用一种新型的扫描力显微镜方法，在大气压空气中对碳纳米管谐振器的弯曲振动进行了机械检测。基阶和高阶弯曲本征模在高达3.1GHz的振幅亚纳米分辨率成像。多壁纳米管的共振频率和本征模态与双固支梁的弹性梁理论一致。然而，对于单壁纳米管，共振频率显著偏移，这归因于制造产生例如松弛。松弛的影响进行了研究，通过下拉管与尖端，这大大降低了共振频率。
2007-12-19 cond-mat.mes-hall
Antenna-enhanced Optoelectronic Probing of Carbon Nanotubes
我们报告的第一个天线增强的光电显微镜研究纳米器件。通过将发射和激发耦合到扫描光学天线，我们能够局部增强沿碳纳米管器件的电致发光和光电流。我们表明，电致发光的发射源可以是点状的，空间延伸小于20 nm。地形和天线增强的光电流测量显示，发射发生在最高的本地电场的位置，表明发射背后的机制是通过碰撞激发产生的激子的辐射衰减。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Extrinsic and Intrinsic Photoresponse in Monodisperse Carbon Nanotube Thin Film Transistors
光谱，时间分辨扫描光电流显微镜示出区分单分散半导体（99%）的单壁碳纳米管（SWCNTs）从衬底的外在的光响应的内在的光响应。近红外激发产生的持续正光电流是由于单壁碳纳米管中带间激发产生的自由载流子。对于较短的激发波长，由Si基板的吸收产生两种类型的光电流：瞬态正的光响应，确定为位移电流，和持久的负光电流，所产生的光电门的单壁碳纳米管薄膜。
2013-02-09 cond-mat.mes-hall
Single-color pyrometry of individual incandescent multiwalled carbon nanotubes
与其热光子波长相比较小的物体违反了光学高温测量的基本假设，并可能显示出不寻常的相干效应。为了研究这个制度，我们测量的绝对光强度从个别，白炽多壁碳纳米管。使用透射电子显微镜确定纳米管细丝的物理尺寸和组成，并根据体电导率计算其发射率。然后，单色高温分析返回测量的每个波长、偏振和施加的偏压的温度值。与更常见的多波长分析相比，单色高温测定法支持碳纳米管灯的更一致和完整的图像，描述其在1600-2400 K范围内的发射率，光学传导率和热导率。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall
Electronic Density of States of Atomically Resolved Single-Walled Carbon Nanotubes: Van Hove Singularities and End States
用扫描隧道显微镜研究了原子分辨单壁碳纳米管的电子态密度。由于一维纳米管能带结构的态密度的峰值已被表征，并与紧束缚计算的结果进行了比较。此外，隧道光谱测量记录沿轴的原子分辨纳米管表现出新的，低能量峰的状态密度附近的管端。计算表明，这些特征来自于封闭纳米管末端的碳原子的特定排列。
1998-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton diffusion, end quenching, and exciton-exciton annihilation in individual air-suspended carbon nanotubes
激子扩散对碳纳米管的发光特性有很大的影响，它在各种非辐射衰减过程中起着重要的作用。在这里，我们进行光致发光显微镜数百个单独的空气悬浮的碳纳米管，以阐明激子扩散，末端淬火，激子-激子湮灭过程之间的相互作用。利用随机游走理论和蒙特卡罗模拟建立的模型分析了纳米管长度和激发功率对发光强度的影响。我们得到了不同手性的激子扩散长度和吸收截面的值，并观察到了光致发光量子产率随直径的变化。模拟还揭示了一维聚结过程的本质，并给出了发射强度与功率关系的解析表达式。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall
Formation and Properties of Selenium Double-Helices inside Double-Wall Carbon Nanotubes: Experiment and Theory
我们报道了在双壁碳纳米管的窄腔中产生共价键合的硒双螺旋。高分辨透射电子显微镜和X射线衍射表明，Se的双螺旋结构与体相原子排列完全不同，可能是Se的一种新的结构相。支持从头计算表明，所观察到的封装硒双螺旋径向压缩，并已形成自由硒原子或短链内包含的碳纳米管。计算的硒双螺旋体系的电子结构与体相体系有很大的不同，预示着发展硒化学新分支的可能性。
2013-05-20 cond-mat.mes-hall
Role of Single Defects in Electronic Transport through Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
利用扫描栅显微镜（SGM）和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了单壁碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中缺陷对电子输运的影响。SGM揭示了沿CNFET长度的离散缺陷处的局部场效应。单个缺陷的耗尽表面电位从作为尖端偏置电压的函数的缺陷的SGM成像半径被量化。这提供了一个测量的费米能级的缺陷与零尖端电压，这是小到20毫电子伏的最强的缺陷。通过SIM探测了缺陷对输运的影响，作为背栅和尖栅电压的函数。当背栅电压被设置为使CNFET“导通”（导电）时，SIM显示出沿其长度的均匀电位降，与扩散输运一致。相比之下，当CNFET“关断”时，在耗尽缺陷的位置处产生潜在的台阶。最后，第二组弱缺陷的高分辨率成像是在一个新的“尖端选通”SIM模式。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering of the near field of an electric dipole by a single-wall carbon nanotube
使用碳纳米管作为光学探针扫描近场光学显微镜需要了解他们的近场响应。作为在这个方向上的第一步，我们研究了碳纳米管尖端相对于代表基本检测对象的理想电偶极子的横向分辨率。建立了单壁碳纳米管（SWNT）外任意取向电偶极子电磁场作用下表面电流密度的第一类Fredholm积分方程.单壁碳纳米管对源电偶极子近场的响应可以分为两种类型，因为表面波传播发生在（i）低于~ 200-250 THz的频率下的低阻尼和（ii）较高频率下的高阻尼。源电偶极子和单壁碳纳米管之间的相互作用严重依赖于它们的相对位置和相对取向，并显示在低频制度的单壁碳纳米管的几何共振的证据。当单壁碳纳米管的弛豫时间足够低时，这些共振消失。当源电偶极子放置在单壁碳纳米管的边缘附近时，远场辐射强度远高于放置在单壁碳纳米管的质心处。在散射型扫描近场光学显微镜中使用单壁碳纳米管尖端可以提供小于~ 20 nm的分辨率。此外，我们的研究表明，单壁碳纳米管和纳米偶极子源之间的相对取向和距离可以检测。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall
Curvature, hybridization, and STM images of carbon nanotubes
研究了碳纳米管中曲率效应随手征的变化规律。发现π轨道在所有管中显著地再杂化，使得它们从不垂直于管的表面。这导致了电子能带结构中的曲率诱导间隙，其结果比以前的估计更大。π轨道的倾斜应该可以通过原子分辨率扫描隧道显微镜测量观察到。
2001-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharanov-Bohm effect for the edge states of zigzag carbon nanotubes
在20特斯拉左右的Aharanov-Bohm磁场作用下，金属锯齿形碳纳米管在狄拉克点附近的两个离域态可以被定域.纳米管的长度和直径对局域化的依赖性表明，可以观察到的局域化-离域的转变为2 nm直径的管。用形变诱导的规范场解释了局域化的机制，表明了局域化的拓扑性质。从离域态到局域态的跃迁可以通过扫描隧道显微镜和光谱学观察到。讨论了这种跃迁与自旋霍尔效应的相似性。
2007-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing Chalcogenide Phase Change with Ultra-Narrow Carbon Nanotube Heaters
碳纳米管（CNT）加热器与子-5 nm直径诱导高度本地化的相变Ge 2Sb 2 Te 5（GST）的硫属化物。当靠近CNT加热器的GST结晶时，测量到测试结构的电阻显著降低。有效的GST加热发生在低至25 μ A的电流下，显著低于具有金属电极的常规相变存储器（0.1-0.5 mA）。原子力显微镜揭示了与相变在GST周围的CNT加热器的成核网站。有限元模拟证实了与实验一致的电气特性，并揭示了电流和相位分布的GST。
2009-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled assembly of graphene sheets and nanotubes: fabrication of suspended multi-element all-carbon vibrational structures
我们报告的制造和操作的多元素的振动结构组成的两个石墨烯机械谐振器耦合的纳米管梁。整个建筑都是悬浮的。每个石墨烯谐振器由两个金属电极夹持。该结构是使用电子束光刻和原子力显微镜纳米操纵的组合。这种布局使我们能够以电子方式检测机械振动。所测量的本征模被定位在石墨烯谐振器中的任一个中。通过测量一个石墨烯谐振器的谐振频率的偏移作为另一个谐振器的振动振幅的函数来研究由于纳米管引起的耦合。耦合石墨烯谐振器为非线性动力学、机械状态操纵和量子非破坏测量的研究带来了希望。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Low frequency Raman studies of multi-wall carbon nanotubes: experiments and theory
本文研究了电弧法制备的多壁碳纳米管的低频拉曼光谱。由于MWNT的内径小，在纯化的样品上明确识别出低频拉曼模式。我们提出了一个模型来描述这些模式。它们起源于通过相邻同心壁之间的范德华相互作用耦合的各个壁的径向呼吸振动。模式的强度在键极化理论的框架中描述。使用这个模型和从透射电子显微镜获得的纳米管的结构特性允许模拟实验低频拉曼光谱具有良好的协议。这表明，拉曼光谱可以作为有用的表征MWNT，因为它是在单壁纳米管的情况下。
2002-05-02 cond-mat.mes-hall
Localized Triggering of the Insulator-Metal Transition in VO2 using a Single Carbon Nanotube
二氧化钒（VO 2）具有丰富的物理性质和潜在的应用价值，在室温附近发生了显著的绝缘体-金属转变（IMT）。过渡机制仍然存在很大争议，在纳米尺度上对IMT知之甚少。为了阐明这个问题，我们在这里使用~1 nm宽的碳纳米管（CNT）加热器来触发VO 2中的IMT。单个金属CNT以小于没有CNT的控制器件所需的电压和功率的一半的电压和功率切换相邻的VO 2，在300 nm器件长度下切换功率低至~85 $μW$。我们还获得了潜在的和温度的设备在操作过程中使用开尔文探针显微镜（KPM）和扫描热显微镜（SThM）的地图。比较这些与三维热模拟，我们发现，由CNT的VO 2的局部加热中起着关键作用的IMT。这些结果证明了使用纳米级加热器在VO 2中触发IMT的能力，并突出了热工程对改善器件行为的重要性。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-stationary thermophysical characterization of exfoliated graphite with carbon nanotubes composites
采用化学氧化法和电化学阳极氧化法制备了热膨胀石墨（TEG）/碳纳米管（CNT）复合材料（TEG CNT cs）的片状样品。电子显微镜显示了具有折叠和管状片段的少层石墨烯纳米片的多层结构。利用热脉冲和热波调制方法，通过非稳态光-热释电热物理表征估算了有效热扩散率。与其他碳基热管理材料的比较表明，TEG CNTcs表现出与实际的C聚合物和C-C复合材料的热扩散率，热扩散率和导热率相当。对于TEG CNT cs，声子平均自由程（MFP）和弛豫时间（RT）的评估值在针对有缺陷的石墨烯估计的范围内。的扩散率和渗出率，MFP和RT的值是较低的ECAO获得的较致密的TEG CNT CS和较低的密度TEG CNT CS获得的CO。获得的扩散率和渗出率值指定TEG CNT CS作为合适的热管理材料。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Guided Modes of Anisotropic van der Waals Materials Investigated by Near-Field Scanning Optical Microscopy
实验研究了各向异性二维范德华材料中的导模，并提取了可见光波段的折射率。我们的方法涉及波导（横向电）和表面等离子体激元（横向磁）模式的h-BN/SiO2/Si和Ag/h-BN堆栈，分别近场扫描光学显微镜。我们确定这些模式的色散，并使用这种关系来提取的h-BN薄片的各向异性折射率。在550-700 nm的波长范围内，面内和面外折射率分别在1.98-2.12和1.45-2.12的范围内。我们的方法，使用近场扫描光学显微镜允许直接研究光和二维范德华材料和异质结构之间的相互作用。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Reflection Phase Shift of One-dimensional Plasmon Polaritons in Carbon Nanotubes
从实验和理论两方面研究了一维等离子体激元的反射相移。利用扫描近场光学显微镜（SNOM）技术在碳纳米管中激发一维等离子体激元，观察到非零相移。我们进一步发展了一个理论来理解一维极化激元的非零相移，并发现可以通过考虑纳米管末端以外的倏逝场来理解RPS。有趣的是，我们的理论显示RPS对极化激元波长和纳米管直径的强烈依赖性，这与RPS为常数的石墨烯中的2D等离子体激元形成鲜明对比。在短波区，一维极化激元的RPS仅取决于一个无量纲变量--极化激元波长与纳米管直径的比值。这些结果为研究一维系统中极化激元的反射提供了基础性的认识，并有助于设计超小型的一维极化激元器件，如谐振器、干涉仪等。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall
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
Luminescent Defects in Single-Walled Carbon Nanotubes for Applications
半导体单壁碳纳米管显示出非凡的电子和光学性质，如高载流子迁移率和直径相关的近红外光致发光。在这些纳米管的碳晶格中引入sp3缺陷会产生新的电子态，从而导致具有更长寿命和更高光致发光产率的更进一步的红移光致发光。这些发光缺陷或有机色心可以通过控制所连接取代基的精确结合构型和静电性质来进行化学调节。本文综述了发光sp3缺陷的基本物理学，其控制形成的合成方法，并讨论了它们在室温下作为近红外单光子发射器，在电致发光器件中，作为多功能光学传感器，以及作为生物成像和潜在的超分辨率显微镜的荧光团的应用。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Super-Resolution Fluorescence Imaging of Carbon Nanotubes Using a Nonlinear Excitonic Process
利用一维体系特有的高效激子-激子湮灭过程对空气悬浮的碳纳米管进行了超分辨成像。通过比较不同激发功率下线性和亚线性区域的荧光信号，我们提取了使用常规共聚焦显微镜的湮灭过程的效率。激子湮灭率的空间图像具有超出衍射极限的分辨率。我们通过实验和蒙特卡罗模拟研究了湮没过程与激发功率的关系，发现湮没过程的超线性可以定量地解释湮没图像分辨率的提高。我们还开发了另一种方法，其中的湮没率的激子密度的立方依赖性被用来实现单纳米管图像的进一步锐化。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral-Index Resolved Length Mapping of Carbon Nanotubes in Solution Using Electric-Field Induced Differential Absorption Spectroscopy
单壁碳纳米管（SWCNT）的长度是将SWCNT集成到器件中以及基于SWCNT的电子或光电应用的性能的重要度量。在这项工作中，我们提出了一个相当简单的方法的基础上电场诱导差分吸收光谱（EFIDAS）来测量手性指数分辨的平均长度的单壁碳纳米管的分散体。该方法利用了电场诱导的纳米管长度依赖的偶极矩，并已通过原子力显微镜进行了验证和校准。该方法不仅提供了一种低成本的原位方法用于分散体中SWCNT的长度测量，而且由于该方法对SWCNT手性指数的敏感性，还可以导出通过色谱分选获得的级分的手性指数依赖性平均长度。此外，手征指数分辨长度分布的确定似乎是可能的，使用这种方法。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through carbon nanotubes: proximity induced and intrinsic superconductivity
我们报告的低温运输测量悬浮单壁碳纳米管（单独的管和绳）。我们已经开发的技术，其中管焊接在低电阻金属触点横跨狭缝，使透射电子显微镜的样品的一个很好的表征。可以获得室温电阻小于40千欧姆的单个管，其在非常低的温度下保持金属性。当接触垫是超导的，纳米管表现出邻近感应超导性与惊人的大值的超电流。当正常电极之间的距离足够大时，我们最近还在连接到正常接触的单壁碳纳米管绳中观察到了本征超导电性，因为否则超导电性会被（逆）邻近效应破坏。这些实验表明碳纳米管中存在吸引力相互作用，在低温下克服库仑排斥相互作用，并使以前从未探索过的一维极限中的超导性研究成为可能。
2003-07-10 cond-mat.mes-hall
Contactless Probing of the Intrinsic Carrier Transport in Single-Walled Carbon Nanotubes
本征载流子输运性质的单壁碳纳米管探测由两个平行的方法在同一个单独的管：非接触介电力显微镜（DFM）技术和传统的场效应晶体管（FET）的方法。单壁碳纳米管的介电响应与相应场效应管的电子输运密切相关。DFM中的DC偏置电压起着类似于FET中的栅极电压的作用。建立了基于一般连续性方程和数值模拟的微观模型，以揭示DFM实验中载流子浓度和迁移率等本征性质与宏观可观察到的介电响应之间的联系。在纳米管中的局部输运势垒，影响器件的输运行为，也检测到纳米尺度的分辨率。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
