양극 아크 방전은 다양한 탄소 nanostructures를 합성하기위한 가장 실용적이고 효율적인 방법 중 하나입니다. 아크 controllability과 유연성을 향상시키기 위해 비 균일한 자기장은 대규모 graphene 프레 이크와 고순도 단일 벽의 탄소 나노튜브의 한 단계로 합성을 처리하기 위해 도입되었습니다.
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이 논문에서
요약
초록
이러한 단일 벽의 탄소 나노튜브 (SWCNT) 및 graphene 같은 탄소 nanostructures는 분자 센서, 전계 효과 트랜지스터 및 슈퍼 얇고 유연한 전자 장치 1-4 위해 매우 유망한 응용 프로그램으로 인해 오늘날 학자들의 관심의 홍수를 유치. 양극 재료의 침식에 의해 지원 양극 아크 방전은 비교적 높은 온도에서 개발 구조에 특정 비 평형 프로세스와 탄소 소재의 높은 유입을 제공할 수있는 가장 실용적이고 효율적인 방법 중 하나를, 그리고 따라서는 AS - 합성 제품은 몇 가지 구조적 결함과 더 결정화 있습니다.
을 추가로 아크 방전에 탄소 nanostructures의 합성의 controllability과 유연성을 향상시키고, 자기 필드는 아크 plasmas의 강한 자기 응답에 따라 합성 과정에서 적용할 수 있습니다. 그것은 보여주 것을 자기 (磁 气) 향상된 아크 discharge는뿐만 아니라 graphene 합성 8 리드, SWCNT 5의 평균 길이를 증가 금속 촉매 입자와 탄소 나노튜브 6 직경 분포 범위를 좁히려하고, 금속의 비율 및 semiconducting 탄소 나노튜브 7 변경할 수 있습니다.
또한, 우리가 아크에서 현재에 정상적인 구성 요소와 비 균일한 자기장을 소개하면 J × B 방향 따라 로렌츠 힘은 plasmas 제트를 생성 및 탄소 이온 입자의 효과적인 전달을 만들 수있다는 발언에 가치가있다 샘플로 열유속. 그 결과, 대규모 graphene 프레 이크와 고순도 단일 벽의 탄소 나노튜브가 동시에 같은 새로운 자기 (磁 气) 향상된 양극 아크 방식에 의해 생성되었습니다. 전자 현미경 (SEM)을 스캔 아크 이미징은, 전송 전자 현미경 (TEM)과 라만 분광는 탄소 nanostructures의 특성을 분석하기 위해 고용되었다. 이러한 연구 결과는을 나타냅니다기회의 넓은 스펙트럼은 아크 조건을 제어하는 방법으로 plasmas에서 생산 nanostructures의 속성과 조작합니다.
프로토콜
1. 양극 준비
- 규모 니켈 분말 (99.8 %, 300 메쉬) 및 촉매 분말로 4.2:1의 어금니 라디오에 따라 이트륨 파우더 (99.9 %, 40 메쉬).
- 잘 흑연 분말과 촉매 분말 (99.9995 %, 200 메쉬)를 섞는다. 단단히 중공 흑연 막대 (5mm 외경, 2.5 mm 내경과 75mm의 길이)로 혼합 분말을 입력합니다. 니켈 : : C의 총 질량 라디오 있는지 확인합니다 Y 양극로드에이 94.8:4.2:1이며, 이는 SWCNT 9 합성하는 최적의 비율입니다.
- 음극로드 (순수 흑연, 13mm 직경)와 원통 챔버 내부의 인형 양극 봉 (스테인레스 스틸, 152mm의 직경 254mm의 길이)을 설치합니다. 약 3 mm까지 음극과 양극 사이의 간격 거리를 조정합니다.
2. 기판 설치
- interelectrode 축에서 약 25mm 거리에서 챔버 내부 입방 형의 영구 자석 (25mm × 25mm × 100mm)을 넣으십시오. 사용하는 울트라 - 하이 온도 Alnico 자석실험에 650g의 무게가 있습니다. interelectrode 격차는 영구 자석의 바닥에서 H = 약 75mm (그림 1A)의 거리에 ....
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토론
interelectrode 격차는 영구 자석의 하단에서 약 H = 75mm의 거리에 배치했다는 사건에 대해, 그림 1B와 1D에 표시된 비디오 스냅샷에서, 그것은 자석 위치 변경 (우리는 자석의 변화를 테스트 점을 지적해야합니다 그림 1C에서 그림 J × B의 힘을 방향에 해당하는 X - 방향으로 아크 제트 흐름의 편차로 Z 축 이상 자석을 회전) 결과 따라. 또한 아크 플라즈마 칼럼의 기하학은 양극에서 니켈 촉매를 제거하여 변경하지 않은 것이 관찰되었다. 이것은 니켈 촉매 입자 운동에 대한 자기장의 영향이 플라즈마 열의 전반적인 기하학에 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다. 우리는 영구 자석의 위치를 변경하여 자기장의 분포를 제어할 수 있으며, consequentially 탄소 nanostructures의 성장 지역은 쉽게 J × B의 방향에 따라 조정할 수있어. SWCNT와 graphene 조각은 collec 아르다른 영역에서 테드, 따라서 분리는
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공개 사항
우리는 공개 아무것도 없어.
감사의 글
이 작품은 플라즈마 과학 기술의 NSF / DOE 파트너에 의해 지원되었다 (NSF 그랜트 번호 CBET - 0853777 및 DOE 그랜트 번호 DE - SC0001169), STTR 단계 I 프로젝트 (NSF STTR PHASE I No.1010133). 저자는 아크 실험을 지원하는 퓨전 에너지 과학의 사무실에 의해 지원되는 PPPL 오프 사이트 연구 프로그램을 감사드립니다.
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재료
특정 시약 및 장비의 테이블 :
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 (옵션) |
| 메탄올 | Acros의 생명체 | 423,950,010 | |
| 니켈 분말 | 알파 Aesar | 10,581 | |
| 이트륨 분말 | Acros의 생명체 | 318,060,050 | |
| 흑연 분말 | 알파 Aesar | 40,799 | |
| 중공 흑연 막대 | 토성 산업 | 마시고 EDM 3 | |
| 영구 자석 | McMaster - 카 | 57315K51 | |
| 몰리브덴 시트 | Dingqi 문화. 및 기술. | 080504-11 | |
| 초음파의 dismembrator | 피셔 과학 | 모델 150T | |
| 홀 - 이펙트 가우스 미터 | AI | 모델 100 | |
| 용접 전원 공급 장치 | 밀러 전기 | 골드 스타 600SS | |
| 배기기 | J / B | DV - 85N | |
| SEM | 자이스 혈구 | LEO 1430VP | |
| TEM | JEOL | 1200 EX | |
| 라만 | Horiba | HR800 |
참고문헌
- Dai, H. J. Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes. Nano. 1, 1-13 (2006).
- Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors. Applied Physics L....
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재인쇄 및 허가
