فهرست

تاثیر دمای محیطی بر قطر نانولوله های کربنی در هنگام رشد به روش رسوب بخار شیمیایی

نشریه: سال سوم -شماره3- پاییز 1395 - مقاله 8   صفحات :  181 تا 185



کد مقاله:
nm-244

مولفین:
حسین اکبرپور ثانی: دانشگاه شاهد - فیزیک
محمدرضا سعیدی: دانشگاه شاهد - فیزیک


چکیده مقاله:

در این مقاله یک مدل فیزیکی جدید برای توصیف وابستگی قطر نانولوله کربنی و قطر نانو ذره کاتالیست به دما ارائه شده است. این مدل با استفاده از بحث میزان سطح محصور از نانو ذره داخل نانولوله بدست می آید که به یک رابطه مناسب منجر خواهد شد. از این رابطه نتایجی استخراج خواهد شد که نشان می دهد که با افزایش دما قطر نانولوله افزایش پیدا می کند که این افزایش به علت این است که ذره کاتالیست بزرگ شده و اتم کربن هایی که هنگام رشد قرار است که با نانولوله و کاتالیست پیوند بزنند با اتم های بیرونی کاتالیست پیوند می زنند که باعث می شود قطر نانولوله با افزایش دما در حین رشد افزایش یابد. در ضمن با بررسی وابستگی قطر نانولوله در حین رشد به نوع کاتالیست نشان داده می شود که با افزایش ضریب انبساط گرمایی نانو ذره کاتالیست، قطر نانولوله به ازای هر تغییر دمایی کمتر خواهد شد.


Article's English abstract:

In this paper, a new physical model is presented to describe the relation between carbon nanotube and catalytic nanoparticle diameter and environmental temperature. This relation is obtained by considering the rate of fenced surface of catalytic nanoparticle in nanotube, which leads to an appropriate formula. Obtained results of the formula show that the diameter of carbon nanotube is increased by increasing of temperature. This happens because catalyst particle has been grown, and carbon atoms which bond to catalyst during growth, will be bonded to the external catalyst atoms. So the nanotube diameter is increased. Furthermore, investigation of dependence of nanotubes diameter on catalyst type during growth shows that if thermal expansion coefficient of catalytic nanoparticle is decreased, the diameter of nanotube at each variation of temperature will be decreased.


کلید واژگان:
نانولوله کربنی، رسوب بخار شیمیایی، دمای محیطی، ضریب انبساط گرمایی

English Keywords:
Carbon nanotube, Chemical vapor deposition, Environmental temperature, Thermal expansion coefficient

منابع:
منبع فارسی موجود نیست

English References:
[1] J.P. Salvetat, A.J. Kulik, J.M. Bonard, G.A.D. Briggs, T. Stoeckli, K. Metenier, S. Bonnamy, F. Béguin, N.A. Burnham, L. Forró, “Elastic modulus of ordered and disordered multiwalled carbon nanotubes,” Adv. Mater., vol. 11, pp. 161-165, 1999. [2] A. Krishnan, E. Dujardin, T.W. Ebbesen, P.N. Yianilos, M.M.J. Treacy, “Young's modulus of single-walled nanotubes,” Phys. Rev. B, vol. 58, pp. 14013–14019, 1998. [3] M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito, “Physics of carbon nanotubes,” Carbon, vol. 33, pp. 883-891, 1995. [4] Y. Chai, Z. Xiao, P.C.H. Chan, “Electron-shading effect on the horizontal aligned growth of carbon nanotubes,” Appl. Phys. Lett., vol. 94, pp. 043116, 2009. [5] T. Matsuda, M. Mesko, T. Ishikawa, J. Sato, A. Ogino, R. Tamura, M. Nagatsu, “Role of negative electric field biasing on growth of vertically aligned carbon nanotubes using chemical vapor deposition,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 47, pp. 7436–7439, 2008. [6] J. Blazek, P. Spatenka, F. Pacal, Ch. Taschner, A. Leonhardt, “Model calculations of electric forces acting on carbon nanotube tip in DC-plasma sheath,” Diam. Relat. Mater., vol. 13, pp. 503–506, 2004. [7] B.K. Jang, Y. Sakka, S.K. Woo, “Alignment of carbon nanotubes by magnetic fields and aqueous dispersion,” J. Phys.: Conf. Ser., vol. 156, pp. 012005, 2009. [8] M. Jose-yacaman, M. Miki-yoshida, L. Rendon, J.G. Santiesteban, “Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure,” Appl. Phys. Lett., vol. 62, pp. 202-204, 1993. [9] S.B. Sinnott, R. Andrews, D. Qian, A.M. Rao, Z. Mao, E.C. Dickey, F. Derbyshire, “Model of carbon nanotube growth through chemical vapor deposition,” Chem. Phys. Lett., vol. 315, pp. 25-30, 1999. [10] R.T.K. Baker, M.A. Barber, P.S. Harris, F.S. Feates, R.J. Waite, “Nucleation and growth of carbon deposits from the nickel catalyzed decomposition of acetylene,” J. Catal., vol. 26, pp. 51-62, 1972. [11] R.T.K. Baker, P.S. Harris, R.B. Thomas, R.J. Waite, “Formation of filamentous carbon from iron, cobalt, and chromium catalyzed decomposition of acetylene,” J. Catal., vol. 30, pp. 86-95, 1973. [12] R.T.K. Baker, “Catalytic growth of carbon filaments,” Carbon, vol. 27, pp. 315-323, 1989. [13] H. Dai, A.G. Rinzler, P. Nikolaev, A. Thess, D.T. Colbert, R.E. Smalley, “Single-wall nanotubes produced by metal-catalyzed disproportionation of carbon monoxide,” Chem. Phys. Lett., vol. 260, pp. 471-475, 1996. [14] V.I. Merkulov, D.H. Lowndes, Y.Y. Wei, G. Eres, E. Voelkl, “Patterned growth of individual and multiple vertically aligned carbon nanofibers,” Appl. Phys. Lett., vol. 76, pp. 3555, 2000. [15] M. Saeidi, “Influence of partial pressure on base-growth of single carbon nanotube,” J. Cryst. Growth, vol. 404, pp. 34-38, 2014. [16] M. Saeidi, “Tip-growth model of single carbon nanotubes,” Iranian J. Sci. Tech. Trans. A: Science, vol. 39, pp. 1-6, 2015. [17] M. Saeidi, “Effect of interaction between AC electric field and phonon oscillation of metal cluster on tip-growth of carbon nanotube,” Physica E, vol. 70, pp. 225-230, 2015. [18] M. Saeidi, M.Vaezzadeh, M. Mansouri, “Influence of AC magnetic field on phonon vibrations of superparamagnetic cluster sitting at tip end of ultra-long carbon nanotube,” J. Cryst. Growth, vol. 345, pp. 7-10, 2012. [19] M. Saeidi, M. Vaezzadeh, F. Badakhshan, “Influence of DC electric field on Lennard-Jones potential and phonon vibrations of carbon nanotube on catalyst,” Physica B, vol. 406, pp. 1038-1040, 2011. [20] M. Kumar, Y. Ando, Controlling the diameter distribution of carbon nanotubes grown from camphor on a zeolite support,” Carbon, vol. 43, pp. 533-540, 2005. [21] R. Bhowmick, B.M. Clemens, B.A. Cruden, “Parametric analysis of chirality families and diameter distributions in single-wall carbon nanotube production by the floating catalyst method,” Carbon, vol. 46, pp. 907-922, 2008. [22] A.G. Nasibulin, P.V. Pikhitsa, H. Jiang, E.I. Kauppinen, “Correlation between catalyst particle and single-walled carbon nanotube diameters,” Carbon, vol. 43, pp. 2251-2257, 2005. [23] Q. Shu, Y. Yang, Y.T. Zhai, D.Y. Sun, H.J. Xiang, X.G. Gong, “Size-dependent melting behavior of iron nanoparticles by replica exchange molecular dynamics,” Nanoscale, vol. 4, pp. 6307, 2012.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 370
تعداد دریافت فایل مقاله : 23



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک