1 / 42

FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK

FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK. előadás fizikus és vegyész hallgatóknak (2006. május 19. – 05. folytatása) Kürti Jenő ELTE Biológiai Fizika Tanszék e-mail: kurti@virag.elte.hu www: virag.elte.hu/~kurti. Nanocső lerakása szuszpenzióból forgótárcsás (spin-coating) technikával.

wjensen
Download Presentation

FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK előadás fizikus és vegyész hallgatóknak (2006. május 19. – 05. folytatása) Kürti Jenő ELTE Biológiai Fizika Tanszék e-mail: kurti@virag.elte.hu www: virag.elte.hu/~kurti

  2. Nanocső lerakása szuszpenzióból forgótárcsás (spin-coating) technikával Cees Dekker, Delft Univ of Tech 13

  3. T=5mK

  4. „borsó” = C60 @ nanocső hőkezelés duplafalú szén nanocső a belső cső átmérője 0.5-0.9 nm S.Bandow et al., CPL 337, 48 (2001)

  5. D band

  6. RBM vs 1/d0 linear fit for large diameters Alarge_d= 233.1 ZZ AC CH n (cm-1) 1/d0 (nm-1)

  7. „Lélegző rezgés” Raman shift (cm -1) F. Simon, Ch. Kramberger, R. Pfeiffer, H. Kuzmany, V. Zólyomi, J. Kürti, P. M. Singer, and H. Alloul: Isotope Engineering of Carbon Nanotube Systems, Phys. Rev. Lett 95, 017401 (2005)

  8. Kis átmérőjű szén nanocsövek

  9. MOTIVÁCIÓ • Lehetővé vált kis átmérőjű nanocsövek előállítása:- HiPco módszerrel( 0.7 nm)- DWNTs,borsók (peapods) melegítésével( 0.5 nm) - növesztés zeolit csatornákban( 0.4 nm) • FELMERÜLŐ KÉRDÉS: A KIS ÁTMÉRŐJŰ CSÖVEK TULAJDONSÁGAI (geometria, sávszerkezet, rezgésifrekvenciák stb) KÖVETIK-E A NAGY ÁTMÉRŐJŰ CSÖVEKÉT? grafitból „zónahajtogatás”-sal NEM

  10. High-Pressure CO method (HiPco) diameter down to  0.7 nm M. J. Bronikowski et al., J. Vac. Sci. Technol. A 19, 1800 (2001)

  11. peapods heating double-walled carbon nanotubes inner tube diameter down to  0.5 nm S.Bandow et al., CPL 337, 48 (2001)

  12. SWCNT in zeolite channel (AFI) (dSWCNT0.4 nm) Al or P O picture from Orest Dubay J.T.Ye, Z.M.Li, Z.K.Tang, R.Saito, PRB 67 113404 (2003)

  13. 40 different tubes:17 zigzag+9 armchair+14 chiral 0.4 nm 0.7 nm (20,0) HiPco (zeolite) AFI picture from Orest Dubay DWNTs ZZ - zigzag (m=0) AC - armchair (n=m) CH - chiral achiral (11,11) S.Bandow et al., CPL 337, 48 (2001)

  14. FIRST PRINCIPLES CALCULATIONS DFT: LDA (GGA for test) plane wave basis set, cutoff: 500 eV projector augmented-wave (PAW) kpoints: 1x1x30 (or less for chiral tubes) gaussian smearing width: 0.1 eV geometry optimization: force  0.003eV/A G. Kresse et al. Supercomputer: Schroedinger II cluster Vienna University

  15. arrangement: tetragonal (hexagonal for test) distance between tubes: l = 0.6 nm (1.3 nm for test) hexa tetra

  16. d building block r1 bond lengths r2 r3 c q1 bond angles q2 q3 (4,2) 56 atoms

  17. n m N Θ0 d0 dDFTDc/c0234/dDFTwDFT w*DFT n m N Θ0 d0 dDFTDc/c0234/dDFTwDFT w*DFT

  18.  1/d zigzag (11,0) (10,0) (14,0) (13,0) (8,0) (17,0) (16,0) (20,0) (19,0) (4,0) (5,0) (7,0) ZF-TB DFT  1/d chiral (4,3) (5,3) (6,4) (6,2) (4,2) (3,2) (6,1) (5,1)

  19. (5,0) ZF-TB: Eg = 2.3 eV DFT: Eg = 0 ! s* - p*

  20. ZF-TB METALLIC non-armchair: zigzag, chiral K tube axis dkF kF - kF (d) = f(1/d2) opening of a secondary gap dkF

  21. secondary gap in (7,1) 0.14 eV

  22. ZF-TB METALLICarmchair K tube axis dkF kF - kF (d) = f(1/d2) NO secondary gap dkF

  23. (6,6) F dkF (4,4) F dkF kF (d)=2/3

  24. AC (11,11) (10,10) (9,9) (8,8) (7,7) (6,6) (5,5) (4,4) (3,3)

  25. A „legkisebb belső átmérőjű cső” = lineáris szénlánc • X. Zhaoet al, PRL 90, 187401(2003) • szénlánc@MWCNT szintetizálása • elektronmikroszkóp (TEM), spektroszkópia (Raman)

  26. X. Zhao, Y. Ando, Y. Liu, M. Jinno, and Z. Suzuki, Phys. Rev. Lett. 90, 187401 (2003)

  27. Z. Wang, X. Ke, Z. Zhu, F. Zhang, M. Ruang, J. Yang, Phys. Rev. B 61, R2472 (2000)

  28. félvezető + félvezető szénlánc@(7,1) sávszerkezete fémes!

  29. D band

  30. D band in graphite G D λ = 488 nm • graphite single crystal • stress-annealed pyrolite graphite • commercial graphite • activated charcoal G:  1575 cm-1 D: 1355 cm-1 F.Tuinstra and J.L.Koenig, J. of Chem. Phys. 53, 1126 (1970)

  31. A grafit D-sávjának diszperziója Elaser függvényében ωD /Elaser  50 cm-1/eV I. Pócsik, M. Hundhausen, M. Koós and L. Ley, J. of Non-Crystalline Solids 227-230B, 1083 (1998)

  32. Measured D band of SWCNTs Bundles with Gaussian diameter distribution: p(d)  exp(-(d-d0)2/22) with d0 = 1.32 nm and  = 0.14 nm various laser excitation (eV) J.Kürti, V.Zólyomi, A.Grüneis and H.Kuzmany, PRB 65, 165433, 2002

  33. Measured anomalous dispersion of the D band of SWCNTs ωD*(cm-1) = 2419 + 106 Elaser (eV) (G’) ωD(cm-1) = 1219 + 52 Elaser (eV)

More Related