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第三章 奈米碳管

奈米科學 ( Nano-science ). 第三章 奈米碳管. 粘正勳 物理系 E-mail:  chnien@phy.ncu.edu.tw 93 年 10 月 12 日 ( 星期二 ). 1. 碳原子所建構的大家族 材料世界的千面人. 2. 奈米碳管的製備 主要製備技術及其優缺點. 3. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料. 4. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師 技術瓶頸和展望.

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第三章 奈米碳管

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Presentation Transcript

  1. 奈米科學 ( Nano-science ) 第三章 奈米碳管 粘正勳 物理系 E-mail: chnien@phy.ncu.edu.tw 93年 10月 12日 (星期二)

  2. 1. 碳原子所建構的大家族 材料世界的千面人 2. 奈米碳管的製備 主要製備技術及其優缺點 3. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料 4. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師 技術瓶頸和展望 參考資料：任何以奈米碳管 (Carbon Nanotube, CNT) 0 為關鍵詞或標題的書、文章和網頁。

  3. 碳原子所建構的大家族

  4. 碳原子所建構的大家族

  5. 奈米碳管的特性

  6. 奈米碳管的面貌

  7. 奈米碳管的製備 主要製備技術及其優缺點

  8. 奈米碳管的製備 主要製備技術及其優缺點

  9. 奈米碳管的製備 主要製備技術及其優缺點

  10. 電弧放電法 (Arc-discharge) 雷射濺鍍法 (Laser ablation) 化學氣相沉積法 (Chemical Vapor Deposition) 原料 2 x 石墨棒 (其一含催化微粒) 石墨棒 (含催化微粒) 有機氣體(碳氫化合物) 催化微粒 設備 直流高功率電壓源 聚焦雷射 高溫通氣爐管 碳管形貌 糾結 糾結 較易於控制 碳管產量 低 高 高 碳管品質 佳 佳 較常見缺陷 奈米碳管的主要製備技術及其優缺點

  11. 奈米碳管的製備 Practical Processing of Carbon Nanotubes Purification: Commercially available products of carbon nanotubes (CNTs) may contain significant amount of impurities which need to be removed in the first place. Cutting: Purified CNTs  suspension in acidic solution  sonication in a water bath  filtration with a pore filter membrane  ( polishing  2nd filtration ) storage by suspension in a surfactant.

  12. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料 單層壁與多層壁奈米碳管 奈米碳管彎曲

  13. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料

  14. 奈米碳管的特性

  15. 奈米碳管的特性

  16. 奈米碳管的特性

  17. 奈米碳管的特性

  18. 奈米碳管的特性

  19. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料

  20. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料

  21. 奈米碳管的特性 多才多藝的奈米材料

  22. 奈米碳管的特性

  23. 奈米碳管的特性

  24. 特性 (可能) 應用 備註 單壁碳管 準一維系統 半導性 金屬性 可逆撓屈性 電子波導、量子線 奈米二極體、場效應電晶體 一維導體 奈米機電之機電轉換元件 共通 高導電性(優於銅) 高導熱性(優於鑽石) 化學惰性 機械穩定性 奈米電子產品 高效率散熱元件 氫燃料電池、氣體或化學偵測器 掃瞄探針顯微鏡之探針 多壁碳管 高機械強度 高電流密度 超輕型防彈衣、防震建築 場發射燈泡、平面顯示器 奈米碳管的特性及其(可能)應用

  25. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師 SEM images of Ultrasharp silicon cantilever tip 鎧柏科技有限公司

  26. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師

  27. 奈米碳管的應用 Nanotube Nanotweezers Philip Kim and Charles M. Liebe Science 286, p. 2148 (1999)

  28. 「奈米」供養的明日世界 Electrostatic Deflections and Electromechanical Resonances of Carbon Nanotubes Philippe Poncharal, Z. L. Wang, Daniel Ugarte, Walt A. de Heer1*

  29. 奈米碳管的應用 Fully sealed, high-brightness carbon-nanotube field-emission display W. B. Choi,a) D. S. Chung, J. H. Kang, H. Y. Kim, Y. W. Jin, I. T. Han, Y. H. Lee,b) J. E. Jung, N. S. Lee, G. S. Park,c) and J. M. Kimd) The National Creative Research Initiatives Center for Electron Emission Source, Samsung Advanced Institute of Technology, P.O. Box 111, Suwon 440-600, Korea APPLIED PHYSICS LETTERS VOLUME 75, NUMBER 20 15 NOVEMBER 1999

  30. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師

  31. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師

  32. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師

  33. 奈米碳管的應用 奈米科技的魔法師 奈米碳管電晶體元件佈置圖 (Ref: Adrian Bachtold et al. Science 294, 1317 (2001))

  34. 奈米碳管的應用 技術瓶頸和展望 Technical barriers: 1. Chiral selectivity of filtering or growing CNTs 2. Well-behaved (electrical) contacts with the substrates 3. Reliable recipes for mass-production (註：Chirality = helicity = 螺旋性)

  35. 奈米碳管的應用 技術瓶頸和展望

  36. 奈米碳管的應用 技術瓶頸和展望

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