Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Поскольку наноструктурирование обеспечивает создание материалов с широким спектром свойств и имеет значительные возможности по изменению структуры, наиболее очевидны следующие области внедрения новых устройств и приборов:

• Акустика и пьезомеханика.

• Квазисверхпроводниковые применения.

• Магнитотехника.

• Механика (упругие и жесткие структуры).

• Химия и технология радиоактивных и ядовитых веществ.

• Гетероструктуры.

• Сенсоры.

• Получение квантовых нитей.

• Синтез новых веществ в канале многостенной нанотрубки.

Благодаря наличию винтовой оси симметрии некоторые неуглеродные нанотрубки проявляют свойства пьезоэлектриков и перспективны в качестве элементов наноэлектромеханических систем. Для этих применений методом функционала плотности были смоделированы нанотрубки SiO₂.

У нанотрубчатых образований наблюдается преимущественно перпендикулярная подложке ориентация. Для углеродных нанотрубок это объясняется не до конца исследованной кинетикой их роста на катализаторе.

Для неуглеродных нанотрубок, в том числе природных (хризотил, имоголит), на- блюдается преимущественная ориентация в породе или на искусственно выращенной подложке, что связано, по-видимому, с ростом вклада поверхностной энергии в химический потенциал при уменьшении размера кристаллитов. Минимизация химического потенциала достигается за счет огранки по плоскостям с минимальной поверхностной энергией. В результате возникает текстура, являющаяся следствием неравновесности образования нанофазы.

Текстурированность зависит от параметров процесса получения наноструктуры. Нанотрубки из оксидов металлов обладают увеличенной поверхностной энергией и, как следствие, имеют высокую каталитическую активность.

Магнитные свойства также во многом определяются характером текстуры кристаллитов. Практически сразу после получения углеродных нанотрубок были начаты работы по выяснению роли в магнитных процессах круговых токов, циркулирующих по окружности трубки. В диэлектрических нанотрубках магнитные свойства могут усиливаться за счет интеркаляции жидких металлов, например, ртути. При введении в хризотил расплава при ~3–5 кбар образуется квантовая нить d~15–30 Å, представляющая в сечении плотно упакованную спиральную структуру в несколько атомов.

У таких нитей появляются особенности, отсутствующие у массивных сверхпроводников. (Практическое использование высокотемпературных сверхпроводников затруднено именно из-за чувствительности материала к микроструктуре – при небольшом угле разориентации кристаллитов критический ток может падать в 10 и более раз). Синтез в каналах неуглеродных нанотрубок позволяет получить строго ориентированные монокристаллические нити с диэлектрической и механической защитой, так как изгибающее напряжение воспринимается стенками трубки.

Из вышесказанного следует, что неуглеродные нанотрубки – отдельный класс материалов, изменение спектра свойств которых возможно с использованием традиционных методов: легирования, сочетания слоев, модификации ионными пучками и т.д.

Их применение перспективно для оптики и электроники, гибридных систем на чипе, катализа, снижения трения и износа, создания устройств для наноэлектромеханических систем.

Разработанные трубчатые наноструктуры обладают приемлемой адгезией к используемым в электронике материалам и с применением существующих технологических методов могут быть встроены в структуру изделий. Возможно получение микро- и нанотрубок заданного диаметра и длины, в том числе имеющих дискретный спектр электронов и обладающих параметрами квантовых точек. Изучение неуглеродных нанотрубок позволит также лучше понять природу того, как материал образует стабильные формы на атомном уровне.

Список литературы

1. В.Неволин, М.Самунин. Получение углеродных нанотрубок методом пиролиза этанола из газовой фазы. Наноиндустрия No3/2007, с. 34–38.

2. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки. – УФН, 1997, т. 167, No9, с. 945.

3. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике. / Под ред. чл.-корр. РАН Л.А. Асеева. – Новосибирск, Изд-во сибирского отделения РАН, 2004.

4. Ивановский А.Л. Неуглеродные нанотрубки: синтез и моделирование, РАН, 2002

Характеристики

Список файлов реферата