Одна нанотрубка может быть отлично подходит для применения в электронике, но есть новые доказательства того, что двое могут быть топы.
Инженеры Университета Райса уже знал, что размер имеет значение при использовании одностенных углеродных нанотрубок на их электрические свойства. Но до сих пор никто не изучал, как действуют электроны при столкновении с русской куклой-как структуры многостенных трубок.
Лаборатория риса из материалов теоретик Борис Якобсон уже рассчитали влияние кривизны полупроводниковых двустенных углеродных нанотрубок на их напряжение флексоэлектрического, меры электрического дисбаланса между нанотрубкой внутренних и наружных стен.
Это влияет на то, как подходит вложенных пар нанотрубок может быть для приложений наноэлектроники, особенно фотовольтаики.
Теоретические исследования коричневыми школа Якобсона инженерной группы появится в Американского химического общества журнал нано буквы.
В исследовании 2002 года, Якобсона и его коллег риса показали, как перенос заряда, разница между положительным и отрицательным полюсами, что позволяет напряжение существует между одним и другим, масштабирует линейно кривизны нанотрубки стены. Ширина трубки диктует кривизны, и в лаборатории обнаружили, что чем тоньше нанотрубка (и, следовательно, больше кривизна), тем выше вероятность напряжения.
Когда атомы углерода образуют плоские графена, плотность заряда атомов по обе стороны от плоскости идентичны, — сказал Якобсон. Изгибать лист графена в трубку, что нарушает симметричность, изменение баланса.
Что создает флексоэлектрического местных диполя в направлении, и пропорционально, кривизна, по словам исследователей, которые отмечали, что flexoelectricity 2Д карбон «является замечательным, но и довольно тонкий эффект».
Но больше, чем одну стены значительно усложняет равновесие, изменяя распределение электронов. В двустенные нанотрубки, кривизны внутренней и наружной труб отличаются, давая каждой отдельной щели. Кроме того, эти модели показали напряжение флексоэлектрического наружной стены сдвиги запрещенной зоны внутренняя стена, создавая ступенчатое выравнивание полосы во вложенной системы.
«Новизна заключается в том, что вводится трубка, ребенка (внутри) матрешка имеет все его квантовые уровни энергии смещаются из-за напряжения, созданного внешней нанотрубки», — сказал Якобсон. Взаимодействие различных искривлений, сказал он, вызывает расставленной в шахматном порядке полосы перехода разрыв, который происходит по оценкам, критический диаметр около 2,4 Нм.
«Это огромное преимущество для солнечных батарей, по сути, является предпосылкой для разделения положительных и отрицательных зарядов, чтобы создать настоящее», — сказал Якобсон. «Когда свет поглощается, электрон всегда прыгает с верхней занятой валентной зоны (оставить «плюс» отверстие сзади) до самого низкого состояния проводимости пустая полоса.
«Но в шахматном конфигурации они находятся в разных трубках, или слои», — сказал он. «В ‘плюс’ и ‘минус’ отделяются между трубами и может утекать путем создания тока в цепи.»
Расчеты ученых показали, что модификация поверхности нанотрубок с положительными или отрицательными атомами может создать «значительные напряжения либо знак» до трех вольт. «Хотя функционализация может сильно возмутить электронных свойств нанотрубок, это может быть очень мощным способом индуцирования напряжения для некоторых приложений,» исследователя написали.
Команда предложила ее выводы могут применяться и для других типов нанотрубок, в том числе нитрида бора и дисульфида молибдена, самостоятельно или как гибриды с углеродными нанотрубками.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!