Surface Atom Motion to Move Iron Nanocrystals through Constrictions in Carbon Nanotubes under the Action of an Electric Current
在电流的作用下，碳纳米管内部的金属纳米晶体可以被整体传输。我们从实验和理论上研究了铁纳米管如何通过比纳米管本身横截面积更小的碳纳米管收缩。值得注意的是，通过原位透射电子成像和衍射，我们发现，当通过收缩时，碳纳米管在很大程度上保持固体和结晶，而碳纳米管不受影响。我们解释了这种行为的铁原子的运动和重排的表面上的铁原子的图案。可以用一个模型来描述微电极的运动，该模型的参数几乎与微电极的长度、面积、温度和电迁移力的大小无关。我们预测，金属纳米晶体可以通过复杂的几何形状和收缩，与纳米力学和金属纳米粒子的可调合成的影响。
2013-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of the catalytic growth of patterned carbon nanotube films
三种不同的催化剂（铁，镍，钴硝酸盐溶解在乙醇中）的图案化的SiO2/Si衬底和多壁碳纳米管生长的乙炔催化分解。我们比较了在580 ℃和1000 ℃之间的温度范围内碳纳米结构的生长。在我们的实验装置中，发现钴和镍的催化剂溶液的效率低于铁的催化剂溶液。以铁溶液为催化剂，在650 ~ 720 ℃的温度下，多壁纳米管的制备最佳。我们发现了一种趋势，即在更高的温度下，结构更厚。最后，我们提出了这些碳结构的生长机制。
2005-11-03 cond-mat.mtrl-sci
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
Ab initio study of spin-dependent transport in carbon nanotubes with iron and vanadium adatoms
我们提出了一个从头计算研究的自旋相关的运输扶手椅型碳纳米管与过渡金属吸附，铁或钒。我们忽略了管的曲率的影响和模型的周期性边界条件的石墨烯纳米管。采用基于密度泛函理论的非平衡格林函数方法计算了其电子结构和零偏压电导。吸附物的存在导致一个强烈的散射电子的一个自旋类型。的散射被示出是由于耦合的两个扶手椅带状态的金属3d轨道与匹配的对称性，导致法诺共振出现在传输函数的下降。被分散的自旋类型（多数/少数）取决于吸附质，并解释在d-状态填充。使用一个简单的紧束缚模型，然后使用它来调查的依赖性的传输的纳米管的宽度的结果进行定性再现。我们发现，随着管尺寸的增加，透射下降的宽度减小。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall 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
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
Origin of conductivity cross over in entangled multi-walled carbon nanotube network filled by iron
一个现实的运输模型显示之间的相互作用的跳跃运输的铁填充纠缠的多壁碳纳米管（MWNT）的外壳和通过管的内部部分的扩散运输，作为填充百分比的函数，开发。该模型是基于低温电阻率和磁阻（MR）测量。在低温下的电导率显示出从Efros-Shklovski（E-S）可变范围跳跃（VRH）到Mott VRH的交叉，在相邻管之间的3维（3D）中，随着MWNT中的铁重量百分比从11%增加到19%。在跳跃制度的MR是强烈依赖于温度以及磁场，并显示出积极和消极的迹象，这是讨论的波函数收缩和量子干涉效应，分别。铁的百分比从19%到31%的进一步增加给出了从Mott VRH到3D弱局部化（WL）的电导率交叉。这种变化归因于在纳米管的核心处形成长的铁纳米线，这在最低测量温度下产生长的退相长度（例如30 nm）。虽然该网络中的整体输运由3D WL模型描述，但表示为L_phi ~T^-0.3的非弹性散射长度的弱温度依赖性表明，由于在管内部形成长Fe纳米线，网络中可能存在一维通道，这可能在随机结构中引入对齐。
2011-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Molecular Dynamics Investigation of Mechanical Properties of Graphene Reinforced Iron Composite and The Effect of Vacancy Defect Distance from the Matrix-Fiber Interface
石墨烯是一种具有优异机械性能的材料，这使其成为增强金属的理想纤维。由于铁是世界上使用最多的金属，因此用石墨烯增强铁可以降低任何需要强度的应用中对材料的总体要求。然而，石墨烯增强对铁的机械性能的影响需要在复合材料的工业应用之前知道。本文采用分子动力学（MD）方法研究了石墨烯增强铁基复合材料在不同条件下的力学性能。通过对模型化的代表性体积单元（RVE）施加单轴拉伸来研究其性能。还研究了温度对复合材料的机械性能的影响，因为制造具有在宽温度范围内操作的复合材料的产品需要这些知识。MD分析还表明，断裂起始于基体-纤维界面。我们还研究了空位缺陷距基体-纤维界面的距离如何影响复合材料的力学性能，这可用于选择合适的制造工艺。结果表明，空位缺陷越靠近界面，强度降低的程度越大。
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Millimeter-Thick Single-Walled Carbon Nanotube Forests: Hidden Role of Catalyst Support
利用铁/铝氧化物催化剂组合库对单壁碳纳米管的“超生长”进行了参数研究。毫米厚的纳米管森林生长在10分钟内，和那些生长通过使用催化剂与薄Fe层（约0.5 nm）的单壁碳纳米管。虽然碳纳米管森林生长在广泛的反应条件下，如气体成分和温度，单壁碳纳米管的窗口是狭窄的。铁催化剂只有在负载在氧化铝上时才能快速生长纳米管。氧化铝，这是一个众所周知的催化剂，在烃重整，在提高纳米管的生长速率起着至关重要的作用。
2007-04-06 cond-mat.mtrl-sci
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
Spin-filtering and Disorder Induced Giant Magnetoresistance in Carbon Nanotubes: Ab Initio Calculations
氮掺杂的碳纳米管可以在卟啉类缺陷上提供反应位点。众所周知，许多卟啉化合物中含有过渡金属原子，我们探索了氮掺杂碳纳米管中过渡金属原子与卟啉类缺陷的键合。用密度泛函理论和递归格林函数方法分析了体系的电子结构和输运性质。结果确定血红素B样缺陷（铁原子键合到四个氮）是最稳定的，并且对于单个缺陷具有更高的极化电流。在几百纳米长的纳米管中随机定位的血红素B缺陷的情况下，极化达到接近100%，这意味着有效的自旋过滤器。在这些长纳米管中还观察到无序感生的磁电阻效应，用非磁性电极计算的值高达20000%。
2011-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Toroidal Carbon Nanotubes with Encapsulated Atomic Metal Loops
环形碳纳米管可以用作原子金属线的封装环的宿主。这种复合结构已被分析使用密度泛函理论的半导体C $_{120}$环面封装链的Fe，Au和Cu原子。铠装金属项链形成锯齿形结构，并将HOMO/LUMO带隙降低到小于0.1 eV。铁复合物是铁磁性的，其磁矩基本上与体心立方铁的磁矩相同。这些环形复合材料的方位角对称性表明，它们可能提供与直的金属封装的碳纳米管无关的新的电磁特性。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nanotube caps on Ni, Fe, and NiFe nano particles: A path to chirality selective growth
碳纳米管的性质取决于碳原子在管壁上的排列，称为手性。此外，十多年来人们一直试图生长只有一种手性的纳米管，但今天仍然不可能。然而，对于在由镍和铁组成的催化剂上生长纳米管，已经观察到手性分布的变窄，这是朝向手性控制的第一步。本文采用密度泛函理论计算了碳纳米管帽在Ni、Fe和NiFe合金团簇上的键合能、附着能和电荷分布。使用计算的能量的生长模型是能够再现的实验数据的纳米管生长的合金催化剂。发现电子电荷从催化剂颗粒重新分布到纳米管帽的边缘，依赖于帽的手性角，增加边缘原子的反应性。我们的研究开发了一个解释的手性富集在合金催化剂颗粒上生长的碳纳米管。
2013-05-01 cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
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
Molecular Dynamics Study of the Catalyst Particle Size Dependence on Carbon Nanotube Growth
采用基于经验势能面的分子动力学方法，研究了催化剂粒径对单壁碳纳米管（SWNTs）生长机理和结构的影响.纳米管成核的温度（800-1100 K），这发生在簇的表面上，是类似于催化剂化学气相沉积实验中使用的，和生长机制，这是在汽-液-固模型中描述的，是相同的所有簇的大小在这里研究（铁簇包含10和200之间的原子进行了模拟）。含有至少20个铁原子的大催化剂颗粒使SWNT成核，并且具有比从较小簇成核的SWNT好得多的管状结构。此外，从较大簇生长的SWNT具有与簇直径相似的直径，而直径小于0.5 nm的较小簇成核直径约为0.6-0.7 nm的纳米管。这与实验观察到的单壁碳纳米管的直径与催化剂颗粒的直径相似，并且最大的自支撑单壁碳纳米管为0.6-0.7 nm一致。
2006-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Oxygen Reduction Activity of Carbon Nitride Supported on Carbon Nanotubes
燃料电池提供了燃烧化石燃料的替代方案，但使用铂作为催化剂，其昂贵且稀缺。廉价的替代催化剂可以使燃料电池成为绿色能源领域的有力竞争者。一类有前途的电化学氧还原催化剂是含铁的纳米结构氮掺杂碳。这些年来，这种N掺杂碳的催化活性大大提高，使工业应用更加接近。化学计量的氮化碳粉末仅在最近几年才被观察到。它的氮含量高达57%，因此是一种非常有趣的材料。氮化碳的电化学活性已经被探索，证实铁不是4电子氧还原的必要成分。在这里，我们在碳纳米管载体上合成氮化碳，并对其进行高温处理，以增加表面积和导电性。研究结果揭示了氧还原的机理，并显示了碳纳米管负载的氮化碳作为催化剂在燃料电池中替代铂的潜力。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Enhanced Reverse Beta Processes in Graphene-Iron Composite Nanostructures at High Temperatures in Strong Magnetic Field
强烈的密集多自旋相互作用已经被提出来组织新的轨道动力学（小效应）的新的化学和催化现象。最近对石墨烯中载流子在强磁约束下的相对论和量子霍尔效应的测定证实了小效应。此外，这种非经典的现象下，更强的磁约束的铁纳米催化剂在这里被证明组织逆β过程，并可能在高温高压条件下的稠核反应。这种过程对地球内部的逆β反应和核反应以及碳纳米管-铁金属和纳米石墨烯-铁金属复合材料的新技术具有影响。
2007-05-14 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
Identification of Collapsed Carbon Nanotubes in High-Strength Fibres Spun from Compositionally Polydisperse Aerogels
足够大直径和几层的碳纳米管（CNT）在大气压下自塌缩成扁平带，形成堆叠的CNT束，其最大化包装并因此最大化CNT相互作用。它们通过剪切改善的应力传递使塌陷的CNT成为CNT宏观纤维中的理想构建块，具有高性能纵向特性，特别是作为增强纤维的高拉伸特性。这项工作介绍了横截面的FIB研磨样品的透射电子显微镜作为一种方式，以明确地识别塌陷的碳纳米管，并确定不同的碳纳米管在宏观纤维中的整个人口从浮动催化剂化学气相沉积纺丝生产。我们表明，在束中的紧密接近是崩溃的主要驱动力，CNT的粗壮（层数/直径），这占主导地位的崩溃开始，是由生长促进剂控制。尽管在分解路线的差异，不同的C前体导致相似的层/直径比的分布。当使用硒作为促进剂时，本研究中的合成条件给出了70 $\%$的塌陷CNT的最大分数，对应于$0.25 layer/nm$的平均值。
2021-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
A Ni-Fe Layered Double Hydroxide-Carbon Nanotube Complex for Water Oxidation
用于水氧化以释放氧气的高活性、耐用且具有成本效益的电催化剂是一系列可再生能源解决方案的关键，包括水分解和可充电金属空气电池。在这里，我们报道了在轻度氧化的多壁碳纳米管上合成镍铁层状双氢氧化物纳米片。将Fe掺入到氢氧化镍中诱导形成NiFe-层状双氢氧化物。纳米片共价连接到纳米管的网络，提供了良好的电布线的纳米片。发现超薄Ni-Fe层状双氢氧化物纳米片/碳纳米管复合物表现出异常高的析氧电催化活性和稳定性，并且优于商业贵金属Ir催化剂。
2013-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
STEP: Efficient Carbon Capture and Solar Thermal Electrochemical Production of ammonia, fuels, cement, carbon nanotubes, metals and bleach
STEP（Solar Thermal Electrochemical Production）是一种替代性的太阳能转换工艺。新的和原始的，未发表的STEP结果与其他STEP结果进行比较。STEP过程使用半导体、太阳能和电化学来产生广泛的有用化学品，而不是电力作为产品。利用亚带隙（产生热量）和超级带隙（产生电子）的太阳能照射，STEP比光伏或光电化学太阳能转换更有效。本文推导并实验验证了STEP理论在高太阳能效率下电合成含能分子中的应用。在STEP中，金属、燃料、氯和碳捕获的有效形成是由太阳能加热电解驱动的，该电解在低于储存在产品中的室温能量的电压下发生。作为一个实例，由于在高温和反应物浓度下的高效太阳能热吸收和电化学转化的协同作用，CO2在超过50%的太阳能效率下被还原为燃料或可储存的碳。无论有没有太阳能，CO2都可以有效地转化为碳纳米管（C2 CNT）。描绘了无CO2 STEP氨、铁和水泥生产的新结果。水通过熔融电解有效地分解成H2。为在10年内将大气二氧化碳水平逐步降低到工业化前水平提供了一条途径。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Nanotubes as Templates for Half-Metal Nanowires
我们调查通过DFT/GGA+U计算的电子和结构性质的磁性纳米管组成的氧化铁单层和（n，0）氮化硼（BN）纳米管，与n范围从6到14。FeO包覆纳米管的形成能小于小颗粒的形成能，表明FeO分子可能包覆在BN纳米管上，而不是聚集形成FeO块体。我们提出了一个连续模型的FeO覆盖BN纳米管的形成能量，预测BN管的直径约为13微米是最稳定的。与碳纳米管不同，FeO包覆BN纳米管的能带结构不能通过对FeO层的能带结构进行切片来获得，其曲率以及与BN管的相互作用决定了其电子行为。因此，这些电子管是半导体、本征半金属或半半金属，它们可以变成带电子和空穴的半金属。这样的结果在自旋电子学中可能是重要的。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of growing carbon nanotube interfaces probed by machine learning-enabled molecular simulations
碳纳米管（CNT）目前被认为是未来纳米电子器件中硅的继任者。为了实现这一点，需要控制无缺陷纳米管的生长。到目前为止，分子动力学模拟提供的原子尺度的碳纳米管生长机制的理解一直受到其短的时间尺度。在这里，我们开发了一种高效准确的机器学习力场DeepCNT-22，以近微秒的时间尺度模拟铁催化剂上无缺陷单壁碳纳米管（SWCNTs）的完全生长。我们提供了原子级的洞察成核和生长过程的单壁碳纳米管，包括管催化剂界面的演变和缺陷的形成和愈合的机制。我们的模拟强调了生长过程中SWCNT边缘构型熵的最大化，以及如果仔细控制碳供应和温度，无缺陷的CNT可以如何超长生长。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-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
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
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
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
Ferrous Metal Matrix Composites Status Scope and Challenges
本文总结了铁基金属基复合材料的现状、范围与挑战，指出其研究少于有色金属基复合材料，并强调用工业废料替代昂贵增强材料以降低成本，同时展望其作为 NFMMCs 有力竞争者的前景。
2023-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of the thermal behavior of free and alumina-supported Fe-C nanoparticles
通过分子动力学模拟研究了自由态和氧化铝负载的铁碳纳米颗粒的热行为。我们观察到衬底的存在将中等和大的$Fe_{1-x}C_x$纳米颗粒（$x$ = 0-0.16，$N$ = 80-1000，非幻数）的熔化温度提高了40-60 K;它在定义较小的Fe纳米颗粒（$N$ = 50-80）的基态中也起重要作用。我们研究的主要焦点是铁-碳相图作为纳米颗粒尺寸的函数的调查。我们发现，随着团簇尺寸在1.1-1.6 nm直径范围内减小，共晶点不仅显著地向更低的温度移动，正如吉布斯-汤姆森定律所预期的那样，而且还向更低的C浓度移动。最大碳溶解度对Fe-C团簇尺寸的强烈依赖性可能对化学气相沉积法催化生长碳纳米管具有重要意义。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci
