Однослойные и многослойные нанотрубки

Кафедра физики твёрдого тела

Взаимодействие СВЧ-излучения с УНТ

 и композитами на их основе

Реферат

Студента III курса факультета нано- и биомедицинских технологий

Зиновьева Дмитрия Васильевича

Саратов 2010 г.

Содержание

1. Углеродные нанотрубки

1.1 Классификация нанотрубок

1.2 Однослойные и многослойные нанотрубки

2. Сверхвысокочастотный диапазон

3. Усиление углеродными нанотрубками СВЧ излучения

4. Поглощение композитом SiО2+УНТ СВЧ излучения

Углеродные нанотрубки — протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоят из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой.

Схематическое изображение нанотрубки

Классификация нанотрубок

  Для получения нанотрубки (n, m), графитовую плоскость надо разрезать по направлениям пунктирных линий и свернуть вдоль направления вектора R.

Как следует из определения, основная классификация нанотрубок проводится по способу сворачивания графитовой плоскости. Этот способ сворачивания определяется двумя числами n и m, задающими разложение направления сворачивания на вектора трансляции графитовой решётки. Это проиллюстрировано на рисунке справа.

По значению параметров (n, m) различают:

1. прямые (ахиральные) нанотрубки

2. «кресло» или «зубчатые» (armchair) n=m

3. зигзагообразные (zigzag) m=0 или n=0

4. спиральные (хиральные) нанотрубки.

При зеркальном отражении (n, m) нанотрубка переходит в (m, n) нанотрубку, поэтому, трубка общего вида зеркально несимметрична. Прямые же нанотрубки либо переходят в себя при зеркальном отражении (конфигурация «кресло»), либо переходят в себя с точностью до поворота.

Различают металлические и полупроводниковые углеродные нанотрубки. Металлические нанотрубки проводят электрический ток при абсолютном нуле температур, в то время как проводимость полупроводниковых трубок равна нулю при абсолютном нуле и возрастает при повышении температуры. Полупроводниковые свойства у трубки появляются из-за щели на уровне Ферми. Трубка оказывается металлической, если 2m+n, делённое на 3, даёт целое число. В частности, металлическими являются все трубки типа «кресло». Более подробно см. раздел про электронные свойства нанотрубок.

Для получения нанотрубки (n, m), графитовую плоскость надо разрезать по направлениям пунктирных линий и свернуть вдоль направления вектора R.

Однослойные и многослойные нанотрубки

Сказанное относится к простейшим однослойным нанотрубкам. В реальных условиях трубки нередко получаются многослойными, то есть представляют собой несколько однослойных нанотрубок, вложенных одна в другую (так называемые «матрёшки» (russian dolls)).