Artykuł metodologiczny

Precyzyjne mielenie lasów nanorurek węglowych przy użyciu niskociśnieniowej skaningowej mikroskopii elektronowej

6.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/55149

⸱

5 lutego 2017

 ,  , 
1Department of Mechanical & Aerospace Engineering, University of Missouri

W tym artykule

Podsumowanie

Niskociśnieniowa skaningowa mikroskopia elektronowa w otoczeniu pary wodnej jest używana do obróbki cech nanoskali do mikroskali w lasach nanorurek węglowych.

Streszczenie

Opisano technikę wytwarzania na nanoskalę, odpowiednią do mielenia lasów z nanorurek węglowych (CNT). Technika ta wykorzystuje środowiskowy skaningowy mikroskop elektronowy (ESEM) pracujący z otoczeniem pary wodnej pod niskim ciśnieniem. W tej technice część wiązki elektronów oddziałuje z parą wodną w pobliżu próbki CNT, dysocjując cząsteczki wody na rodniki hydroksylowe i inne związki w wyniku radiolizy. Pozostała część wiązki elektronów oddziałuje z próbką lasu CNT, czyniąc ją podatną na utlenianie przez chemiczne produkty radiolizy. Technika ta może być wykorzystana do przycięcia wybranego obszaru pojedynczej CNT lub może być wykorzystana do usunięcia setek mikronów sześciennych materiału poprzez dostosowanie parametrów ESEM. Rozdzielczość obróbki jest podobna do rozdzielczości obrazowania samego ESEM. Technika ta wytwarza jedynie niewielkie ilości pozostałości węgla wzdłuż granic strefy cięcia, przy minimalnym wpływie na rodzimą morfologię strukturalną lasu CNT.

Wprowadzenie

Nanorurki węglowe (CNTs) oraz grafen to nanomateriały na bazie węgla, które przyciągnęły znaczną uwagę ze względu na swoją wyjątkową wytrzymałość, trwałość oraz właściwości termiczne i elektryczne. Precyzyjna obróbka nanomateriałów węglowych stała się nowym tematem badań i oferuje potencjał do projektowania oraz manipulowania tymi materiałami na potrzeby różnych zastosowań inżynieryjnych. Obróbka CNTs i grafenu wymaga precyzji przestrzennej w skali nano, aby najpierw zlokalizować nanoskopiowy obszar zainteresowania, a następnie selektywnie usunąć materiał wyłącznie w obrębie tego obszaru. Jako przykład można rozważyć obróbkę pionowo zorientowanych lasów CNTs (znanych również jako macierze CNTs). Przekrój poprzeczny lasów CNTs można precyzyjnie zdefiniować poprzez litograficzne wzorowanie warstw katalizatora. Jednak górna powierzchnia pionowo zorientowanych lasów jest często słabo uporządkowana i charakteryzuje się nierównomierną wysokością. W przypadku zastosowań czułych na stan powierzchni, takich jak materiały do interfejsów termicznych, nieregularna powierzchnia może utrudniać optymalny kontakt powierzchniowy i obniżać wydajność urządzenia. Precyzyjne przycinanie nieregularnej powierzchni w celu utworzenia jednolitej, płaskiej powierzchni mogłoby potencjalnie zapewnić lepszą i bardziej powtarzalną wydajność poprzez maksymalizację dostępnej powierzchni kontaktu.

Techniki precyzyjnej obróbki nanomateriałów często nie przypominają konwencjonalnych technologii obróbki mechanicznej w skali makro, takich jak wiercenie, frezowanie i polerowanie za pomocą utwardzonych narzędzi. Do tej pory najskuteczniejszymi metodami selektywnego frezowania nanomateriałów węglowych były techniki wykorzystujące wiązki energetyczne. Metody te obejmują naświetlanie laserem, wiązką elektronów oraz skupioną wiązką jonów (FIB). Wśród nich techniki obróbki laserowej zapewniają najszybszą prędkość usuwania materiału1,2; jednak rozmiar plamki systemów laserowych wynosi wiele mikronów, co jest zbyt duże, aby wyizolować obiekty w skali nanometrycznej, takie jak pojedynczy segment nanorurki węglowej wewnątrz gęstego lasu nanorurek. W przeciwieństwie do nich, systemy wiązki elektronów i jonów wytwarzają wiązkę, którą można skupić do plamki o średnicy kilku nanometrów lub mniej.

Systemy FIB są zaprojektowane specjalnie do frezowania i osadzania materiałów w nanoskali. Systemy te wykorzystują energetyczną wiązkę gazowych jonów metali (zazwyczaj galu) do rozpylania materiału z wybranego obszaru. Frezowanie CNT za pomocą FIB jest możliwe, lecz często wiąże się z niepożądanymi produktami ubocznymi, w tym redepozycją galu i węgla w obszarach otaczających las3,4. Podczas stosowania tej techniki do lasów CNT, zredeponowany materiał maskuje i/lub zmienia morfologię wybranego obszaru frezowania, modyfikując naturalny wygląd i właściwości lasu CNT. Gal może również implantować się wewnątrz CNT, powodując domieszkowanie elektroniczne. Takie konsekwencje często sprawiają, że frezowanie oparte na FIB jest niedoпустиwalne w przypadku lasów CNT.

Transmisyjne mikroskopy elektronowe (TEM) wykorzystują precyzyjnie skupioną wiązkę elektronów do badania wewnętrznej struktury materiałów. Napięcia przyspieszające w pracy TEM zazwyczaj mieszczą się w zakresie 80-300 kV. Ponieważ energia wybijania (knock-on energy) CNT wynosi 86,4 keV5, energia elektronów generowana przez TEM jest wystarczająca, aby bezpośrednio usuwać atomy z sieci CNT i indukować silnie zlokalizowane trawienie. Technika ta pozwala na trawienie CNT z potencjalnie subnanometrową precyzją5,6,7; jednak proces ten jest bardzo powolny – często wymagając wielu minut na wytrawienie pojedynczej CNT. Co ważne, metody trawienia oparte na TEM wymagają uprzedniego usunięcia CNT z podłoża wzrostowego i naniesienia ich na siatkę TEM w celu przetworzenia. W rezultacie metody oparte na TEM są zazwyczaj niekompatybilne z trawieniem lasów CNT, w których CNT muszą pozostać na sztywnym podłożu.

Uwaga została zwrócona również na trawienie lasów CNT za pomocą skaningowych mikroskopów elektronowych (SEM). W przeciwieństwie do technik opartych na TEM, instrumenty SEM zazwyczaj nie są w stanie przyspieszyć elektronów do energii wystarczającej, aby przekazać energię uderzenia niezbędną do bezpośredniego usunięcia atomów węgla. Zamiast tego techniki oparte na SEM wykorzystują wiązkę elektronów w obecności gazowego utleniacza pod niskim ciśnieniem. Wiązka elektronów selektywnie uszkadza sieć CNT i może dysocjować otaczający gaz do bardziej reaktywnych form, takich jak H2O2 i rodnik hydroksylowy. Para wodna i tlen to najczęściej raportowane gazy stosowane w celu uzyskania selektywnego trawienia obszarowego. Ponieważ techniki oparte na SEM opierają się na wieloetapowym procesie chemicznym, liczne zmienne procesowe mogą wpływać na szybkość i precyzję trawienia. Wcześniej zaobserwowano, że zwiększenie napięcia przyspieszającego i prądu wiązki bezpośrednio zwiększa szybkość trawienia ze względu na zwiększony strumień energii, co było spodziewane11. Wpływ ciśnienia w komorze jest mniej oczywisty. Zbyt niskie ciśnienie powoduje niedobór środka utleniającego, co zmniejsza szybkość trawienia. Z kolei nadmiar gatunków gazowych rozprasza wiązkę elektronów i zmniejsza strumień elektronów w obszarze trawienia, co również obniża szybkość usuwania materiału.

Aby oszacować szybkość usuwania węgla, zastosowano podejście podobne do tego, którego użyli Lassiter i Rack12, zgodnie z którym elektrony oddziałują z cząsteczkami prekursorów w pobliżu powierzchni, generując gatunki reaktywne, które trawią powierzchnię podłoża. Na podstawie tego modelu szybkość trawienia szacuje się jako

figure-introduction-1

gdzie NA jest stężeniem powierzchniowym gatunków trawiących, Z jest stężeniem powierzchniowym dostępnych centrów reakcyjnych, x jest współczynnikiem stechiometrycznym odnoszącym liczbę generowanych lotnych produktów trawienia do substratów, Aσ reprezentuje prawdopodobieństwo wytworzenia pożądanego gatunku trawiącego w wyniku zderzenia elektronu z parą wodną, a Γe to strumień elektronów na powierzchni. Przyjmuje się, że współczynniki x oraz Aσ są równe jedności, natomiast Z jest niemal stałe i znacznie większe niż NA. Dalsze szczegóły można znaleźć w naszej poprzedniej pracy.11

W niniejszym artykule omówiono procedurę wykorzystującą parę wodną pod niskim ciśnieniem wewnątrz SEM do trawienia obszarów obejmujących zarówno pojedyncze CNT, jak i usuwania materiału o dużych objętościach (dziesiątki mikrometrów sześciennych). Zaprezentowano tutaj technikę trawienia lasów CNT za pomocą ESEM z wykorzystaniem prostokątów o zredukowanej powierzchni, poziomych skanowań liniowych oraz sterowanego programowo rastrowania wiązki elektronów. Do generowania wzorów wymagane jest dodatkowe oprogramowanie i sprzęt, zgodnie z opisem w Liście Materiałów. Położono nacisk na usuwanie stosunkowo dużych objętości materiału (setki mikrometrów sześciennych) z lasu CNT, dlatego poniższe warunki przetwarzania są stosunkowo agresywne.

Podczas pracy z próbką i holderem do próbki ważne jest noszenie jednorazowych rękawiczek nitrylowych. Zapobiegnie to przenoszeniu tłuszczów na holder lub próbkę, co w przeciwnym razie mogłoby pogorszyć wydajność pomp.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Przygotowanie próbki lasu CNT do mielenia

  1. Synteza CNT
    1. Osadzanie 10 nm tlenku glinu (tlenku glinu) na termicznie utlenionej płytce krzemowej przy użyciu osadzania warstwy atomowej13 lub innych metod fizycznego osadzania z fazy gazowej.
    2. Osadzać 1 nm żelaza na warstwie nośnej tlenku glinu metodą natryskiwania14 lub inną metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej.
    3. Syntetyzuj CNT przy użyciu ustalonego procesu, takiego jak termiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej15.
      1. Podgrzej piec rurowy o średnicy 20 mm do temperatury 750 °C w 400 standardowych centymetrach sześciennych (sccm) przepływającego helu i 100 sccm wodoru. Wprowadzić 100 sccm etylenu jako węglowodorowy gaz wsadowy dla szybkości wzrostu około 50 μm/min.
  2. Przygotowanie do SEM
    1. Nałóż taśmę węglową na standardowy króciec SEM o średnicy 1/2". Jeśli wymagane jest przechylenie stolika, należy nałożyć na siebie obszar próbki lasu CNT, która ma zostać zmielona, nad krawędzią króćca. Jeśli w procedurze mielenia będzie używany sterowany programowo raster wiązki elektronów, należy przymocować próbkę CNT do uchwytu litografii wiązką elektronów w podobny sposób.
    2. W przypadku frezowania przekroju CNT przymocuj króciec do uchwytu króćca pod kątem 45° za pomocą dociskowej.
    3. Odpowietrz ESEM, wybierając ikonę "Odpowietrznik" w oprogramowaniu sterującym ESEM.
    4. Otwórz drzwiczki stolika ESEM i przymocuj króciec do stolika SEM za pomocą ustalającej.
    5. Zamknij komorę SEM i wybierz "Wysoka próżnia" w oprogramowaniu sterującym ESEM.
    6. Podczas pompowania komory ESEM należy wybrać parametry wiązki elektronów 5 kV i wielkość plamki 3.0 za pomocą zakładki Beam Control w oprogramowaniu sterującym.
    7. Wybierz wtórny detektor elektronów, wybierając Detektory | ETD(SE) w oprogramowaniu sterującym ESEM.
    8. Wybierz ikonę "Beam On" w oprogramowaniu sterującym. Wiązka może być aktywowana tylko wtedy, gdy podciśnienie w komorze jest mniejsze niż 10-4 Torr. Użyj pokręteł ręcznego ustawiania ostrości SEM, aby ustawić ostrość próbki.
    9. Przechylić próbkę pod kątem 45° za pomocą pokrętła regulacji stopnia ręcznego lub wprowadzając wartość 45° w polu "Pochylenie" w zakładce "Współrzędne" w oprogramowaniu ESEM. Skoncentruj się na najwyższej próbce. Połącz odległość ogniskową z odległością roboczą, wybierając Stage | Połącz Z z FWD w menu oprogramowania ESEM. Wprowadź 7 mm w polu "Z" w zakładce "Współrzędne" w oprogramowaniu sterującym.
    10. Dostosuj ostrość, stygmatyzację, jasność i kontrast za pomocą pokręteł ręcznego sterowania, aby uzyskać dobrze ostry obraz.
  3. Regulacja wiązki w trybie wysokiej próżni
    1. Zlokalizuj region do frezowania za pomocą elementów sterujących nawigacją. Kliknij dwukrotnie w widoku obrazu SEM lub ręcznie obracając pokrętła x i y kontrolki SEM stage, aby nawigować.
    2. Nawiguj do sąsiedniego miejsca w odległości około 100 μm od obszaru mielenia.
    3. Zapoznaj się z rysunkiem 1, aby oszacować szybkość usuwania materiału z lasu CNT w funkcji ciśnienia, napięcia przyspieszenia, czasu przebywania na piksel i prądu wiązki.
    4. Dostosuj napięcie przyspieszenia do 30 kV i wielkość plamki na 5,0 za pomocą oprogramowania sterującego ESEM. Dostosuj ostrość, jasność i kontrast obrazu za pomocą pokręteł ESEM. Do mielenia pojedynczych lub kilku CNT w skali nanometrowej wybierz 5 kV i rozmiar plamki 3,0.
    5. Wybierz przysłonę 1 mm za pomocą ręcznej regulacji przysłony. Dostosuj ostrość, stygmatyzację, jasność i kontrast, aby uzyskać obraz o dobrej rozdzielczości, jak poprzednio opisano.
    6. Zmniejsz powiększenie do <1,000X.
  4. Konfiguracja SEM w parze wodnej pod niskim ciśnieniem
    1. Wybierz ciśnienie 11 Pa z listy rozwijanej oprogramowania sterującego.
    2. Wybierz tryb "Niskie ciśnienie" w ustawieniach "Próżnia" w oprogramowaniu ESEM, aby wprowadzić parę wodną.
    3. Wybierz "Beam On" w oprogramowaniu sterującym po ustabilizowaniu ciśnienia. Wybierz czas przebywania <10 μs i rozdzielczość 1 024 x 884 w rozwijanych polach oprogramowania sterującego.
    4. Dostosuj jasność, kontrast, ostrość i stygmatyzację obrazu zgodnie z wcześniejszymi szczegółami.
    5. Przejdź do żądanego regionu frezowania. Obróć orientację obrazu, wybierając opcję Skanuj | W razie potrzeby Obrót skanowania w oprogramowaniu sterującym. Wybierz odpowiedni kąt obrotu, który jest zgodny z natywną orientacją skanowania w pionie i poziomie SEM.
    6. W przypadku frezowania elementów o rozmiarach rzędu 1 μm należy wybrać powiększenie 40 000X. Wybierz powiększenie 20 000X, aby frezować elementy o wymiarach do 5 μm.
    7. Wstrzymaj wiązkę elektronów, wybierając ikonę " " " . Zostanie wyświetlony obraz lasu CNT, który może być użyty do wyboru obszarów frezowania o zmniejszonej powierzchni, gdy belka jest wstrzymana.

2. Frezowanie lasu CNT

  1. Instrukcje dotyczące mielenia lasu CNT przy użyciu prostokątnego wybranego obszaru
    1. Wybierz narzędzie "Zmniejszony obszar" w oprogramowaniu sterującym lub wybierz opcję Skanuj - Zmniejszony obszar w menu oprogramowania. Rozciągnij prostokąt o zmniejszonym obszarze na obszar, który ma być frezowany.
    2. Dostosuj rozdzielczość obrazu do 2,048 x 1,768. Wydłuża czas przebywania do 2 ms. Jeśli 2 ms nie są dostępne, przejdź do punktu menu Skanowanie |Preferencje i wybierz zakładkę "Skanowanie". Wybierz istniejący czas skanowania i wpisz "2.0 ms" w polu "Czas oczekiwania". Kliknij "OK", aby zamknąć menu.
    3. Wybierz ikonę " " " w oprogramowaniu sterującym, aby aktywować wiązkę elektronów.
    4. Wybierz ikonę ' " ', aby wiązka rastrowała się na wybranym obszarze jeden raz. Wybierz ikonę bezpośrednio po kroku 2.1.3. Czas trwania skanowania zależy od rozmiaru wybranego obszaru, rozdzielczości i czasu przebywania i może być przybliżony poprzez pomnożenie liczby pikseli w obszarze skanowania i czasu przebywania na pikselu.
    5. Zmniejsz powiększenie do <1,000X, gdy wiązka zakończy rasterowanie wybranego obszaru. Przywróć parametry użyte w kroku 1.3, w tym wysoką próżnię. Wybierz "Beam On", aby włączyć wiązkę.
  2. Instrukcje dotyczące mielenia lasu CNT wzdłuż linii poziomej
    1. Wybierz funkcję skanowania linii, przechodząc do punktu menu Skanowanie | Linia w oprogramowaniu sterującym. Szerokość linii zależy od wielkości samej wiązki elektronów. Dostosuj rozdzielczość obrazu do 2,048 x 1,768 z listy rozwijanej oprogramowania sterującego. Zwiększ czas przebywania do 2 ms, jak opisano w kroku 2.1.2.
    2. Korzystając z nieruchomego obrazu uzyskanego przed zatrzymaniem wiązki elektronów, umieść linię nad obszarem, który ma być frezowany.
    3. Wybierz ikonę wideoskopu lub przejdź do menu Skanowanie i wybierz "Wideoskop". Korzystanie z narzędzia wideoskopu zapewnia informacje zwrotne dotyczące tego, kiedy skanowanie linii zostało w pełni zakończone.
    4. Wybierz ikonę ' " ', aby zeskanować wiązkę elektronów na całej szerokości linii.
    5. Wybierz ikonę ' " ', aby wygasić wiązkę elektronów.
  3. Instrukcje dotyczące frezowania CNT Forest z wykorzystaniem sterowanego programowo rastrowania wiązką elektronów
    1. Generowanie wzoru
      1. Zaprojektuj interesujący Cię wzór frezowania za pomocą pakietu oprogramowania CAD, takiego jak AutoCAD.
      2. Korzystając z oprogramowania "Nanometer Pattern Generation System" (NPGS), zaimportuj plik wzoru CAD.
      3. Przekształć kształty w elementy bryłowe za pomocą wybranych "Wypełnionych wielokątów" w oprogramowaniu NPGS.
      4. Zapisz rysunek jako plik ".dc2" w wyznaczonym folderze projektu NPGS.
      5. Korzystając z NPGS, przejdź do folderu projektu zawierającego plik ".dc2". Wybierz prawym przyciskiem myszy plik ".dc2" i wybierz "Uruchom edytor plików", aby przekonwertować rysunek na kod NPGS. Typowe parametry używane do modelowania lasów CNT w danych warunkach są wymienione poniżej:
        Odległość od środka do środka = 5 nm
        Odstęp między wierszami = 5 nm
        Powiększenie = 10 000X
        Pożądany prąd wiązki = 26
        Dawka liniowa = 100 nC/cm
    2. Frezowanie wiązką elektronów przy użyciu oprogramowania do litografii NPGS
    3. Wybierz "Tryb NPGS" w oprogramowaniu NPGS, aby przekazać kontrolę nad SEM do NPGS.
    4. Podświetl plik wzoru i wybierz "Process Run File" w NPGS, aby rozpocząć frezowanie.
    5. Wybierz "Tryb SEM" w oprogramowaniu NPGS po zakończeniu tworzenia wzoru. Wybierz "Wysoka próżnia" w oprogramowaniu sterującym ESEM.
    6. Wybierz opcję "Belka włączona", aby sprawdzić frezowany obszar. Użyj warunków opisanych w kroku 1.3.

3. Usuwanie próbki

  1. Odpowietrzyć komorę, wybierając "Odpowietrznik" w oprogramowaniu sterującym ESEM.
  2. Otwórz drzwiczki ESEM. Usuń króciec, poluzowując ustalającą.
  3. Zamknij drzwi komory. Wybierz "Wysoka próżnia" w oprogramowaniu sterującym.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Technikę ESEM wykorzystano do frezowania lasu CNT zsyntetyzowanego metodą termicznego CVD15,16. Wybiórcze usuwanie kilku CNT z wnętrza lasu przedstawiono na Rysunku 211. W tej demonstracji zastosowano następujące parametry: 5 kV, rozmiar plamki (spot size) 3, 11 Pa, powiększenie 170 000X, czas ekspozycji (dwell time) 2 ms oraz aperturę 30 µm.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Protokół zawiera szczegółowe informacje na temat najlepszych praktyk dotyczących mielenia stosunkowo dużych (w skali mikronowej) obiektów w lasach CNT. Ogólnie rzecz biorąc, szybkość usuwania materiału można zmniejszyć, zmniejszając napięcie przyspieszenia, rozmiar plamki i średnicę otworu. Aby przyciąć określoną CNT w lesie, zalecane warunki obejmują 5 kV, rozmiar plamki 3 i otwór o średnicy 50 μm lub mniejszej. Należy zauważyć, że technika frezowania przy użyciu prostokątów o zmniejszonej powierzchni jest tak szczegóło...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez grant Biura Badań Naukowych Sił Powietrznych FA9550-16-1-0011 oraz fundusze startowe Uniwersytetu Missouri. Autorzy chcieliby podziękować ośrodkowi University of Missouri Electron Microscopy Core za pomoc w obrazowaniu SEM oraz wykorzystaniu sprzętu i oprogramowania do tworzenia wzorów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Wafel krzemowy o średnicy 100 mm z tlenkiem termicznym o grubości 1 mikronaOpłatekPodłoże początkowe
Tarcza do napylania żelazaKurt J. LeskerEJTFEXX351A2Tarcza do rozpylania 
Savannah 200CambridgeDo osadzania warstw atomowych tlenku glinu
Quanta 600F Środowiskowy SEMFEIŚrodowiskowy skaningowy mikroskop elektronowy używany do wspomagania niskociśnieniowego środowiska otoczenia pary wodnej do mielenia CNT w lesie
Mikroskop xT Oprogramowanie sterująceFEI4.1.7Oprogramowanie sterujące stosowane w Quanta 600F
ESEM Nanometer Pattern Generation System - OprogramowanieJC NabityLithography Systems Version 9 Oprogramowanieużywane do litografii wiązką elektronów
Dedykowany komputer z płytąSprzęt używany do litografii wiązką elektronów
OprogramowanieV 21.2Opcjonalne wyposażenie służące do generowania wzorów do litografii wiązką elektronów
Montaż litograficzny wiązką elektronówTed Pella16405Montaż litograficzny wiązką elektronów z kubkiem Faradaya i nanocząstkami złota na taśmie węglowej
AmperomierzKeithley6485Używany z kubkiem Faradaya do ilościowego określania prądu wiązki
średnicy 12,7 mm Króciec SEMTed Pella16111SEM króciec
45 stopni uchwyt na króciecTed Pella15329Opcjonalne wyposażenie używane do frezowania przekroju poprzecznego lasu CNT
uniwersytecki litograficzną PCI516 DesignCAD o

Bibliografia

  1. Labunov, V., et al. Femtosecond laser modification of an array of vertically aligned carbon nanotubes intercalated with Fe phase nanoparticles. Nanoscale Res Lett. 8 (1), 375-375 (2013).
  2. Lim, K. Y., et al. Laser Pruning of Carbon Nanotubes as a Route to Static and Movable Structures. Adv Mater. 15 (4), 300-303 (2003).
  3. Raghuveer, M. S., et al. Nanomachining carbon nanotubes with ion beams. Appl Phys Lett. 84 (22), 4484-4486 (2004).
  4. Sears, K., Skourtis, C., Atkinson, K., Finn, N., Humphries, W. Focused ion beam milling of carbon nanotube yarns to study the relationship between structure and strength. Carbon. 48 (15), 4450-4456 (2010).
  5. Smith, B. W., Luzzi, D. E. Electron irradiation effects in single wall carbon nanotubes. J Appl Phys. 90 (7), 3509-3515 (2001).
  6. Banhart, F., Li, J., Terrones, M. Cutting Single-Walled Carbon Nanotubes with an Electron Beam: Evidence for Atom Migration Inside Nanotubes. Small. 1 (10), 953-956 (2005).
  7. Krasheninnikov, A. V., Banhart, F., Li, J. X., Foster, A. S., Nieminen, R. M. Stability of carbon nanotubes under electron irradiation: Role of tube diameter and chirality. Phys Rev B. 72 (12), 125428(2005).
  8. Royall, C. P., Thiel, B. L., Donald, A. M. Radiation damage of water in environmental scanning electron microscopy. J Microsc. 204 (3), 185-195 (2001).
  9. Yuzvinsky, T. D., Fennimore, A. M., Mickelson, W., Esquivias, C., Zettl, A. Precision cutting of nanotubes with a low-energy electron beam. Appl Phys Lett. 86 (5), 053109(2005).
  10. Liu, P., Arai, F., Fukuda, T. Cutting of carbon nanotubes assisted with oxygen gas inside a scanning electron microscope. Appl Phys Lett. 89 (11), (2006).
  11. Rajabifar, B., et al. Three-dimensional machining of carbon nanotube forests using water-assisted scanning electron microscope processing. Appl Phys Lett. 107 (14), 143102(2015).
  12. Lassiter, M. G., Rack, P. D. Nanoscale electron beam induced etching: a continuum model that correlates the etch profile to the experimental parameters. Nanotechnology. 19 (45), 455306(2008).
  13. Amama, P. B., et al. Influence of Alumina Type on the Evolution and Activity of Alumina-Supported Fe Catalysts in Single-Walled Carbon Nanotube Carpet Growth. ACS Nano. 4 (2), 895-904 (2010).
  14. Almkhelfe, H., Carpena-Nunez, J., Back, T. C., Amama, P. B. Gaseous product mixture from Fischer-Tropsch synthesis as an efficient carbon feedstock for low temperature CVD growth of carbon nanotube carpets. Nanoscale. , (2016).
  15. Maschmann, M. R., Ehlert, G. J., Tawfick, S., Hart, A. J., Baur, J. W. Continuum analysis of carbon nanotube array buckling enabled by anisotropic elastic measurements and modeling. Carbon. 66 (0), 377-386 (2014).
  16. Maschmann, M. R., et al. Visualizing Strain Evolution and Coordinated Buckling within CNT Arrays by In Situ Digital Image Correlation. Adv Funct Mater. 22 (22), 4686-4695 (2012).
  17. Abadi, P. P. S. S., Maschmann, M. R., Baur, J. W., Graham, S., Cola, B. A. Deformation response of conformally coated carbon nanotube forests. Nanotechnology. 24 (47), 475707(2013).
  18. Brieland-Shoultz, A., et al. Scaling the Stiffness, Strength, and Toughness of Ceramic-Coated Nanotube Foams into the Structural Regime. Adv Funct Mater. 24 (36), 5728-5735 (2014).
  19. Maschmann, M. R., Dickinson, B., Ehlert, G. J., Baur, J. W. Force sensitive carbon nanotube arrays for biologically inspired airflow sensing. Smart Mater Struct. 21 (9), 094024(2012).
  20. Maschmann, M. R., et al. In situ SEM Observation of Column-like and Foam-like CNT Array Nanoindentation. ACS Appl Mater Inter. 3 (3), 648-653 (2011).
  21. Pathak, S., Raney, J. R., Daraio, C. Effect of morphology on the strain recovery of vertically aligned carbon nanotube arrays: An in situ study. Carbon. 63, 303-316 (2013).
  22. Pour Shahid Saeed Abadi, P., Hutchens, S. B., Greer, J. R., Cola, B. A., Graham, S. Effects of morphology on the micro-compression response of carbon nanotube forests. Nanoscale. 4 (11), 3373-3380 (2012).
  23. Maschmann, M. R. Integrated simulation of active carbon nanotube forest growth and mechanical compression. Carbon. 86 (0), 26-37 (2015).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

mielenie nanorurek w glowychSEM niskoci nienioweSEM rodowiskowemielenie wi zk elektronowotoczenie z par wodnutlenianie radiolitycznenanofabrykacjaprzycinanie lasu CNTmielenie powierzchni zredukowanejlitografia wi zk elektronow

Powiązane artykuły