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

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Environmental Temperature on Carbon Nanotube Diameter During Growth in Chemical Vapor Deposition

نویسندگان [English]

  • H. Akbarpoor Sani
  • M. Saeidi
Department of Physics, Faculty of Basic Sciences, Shahed University, Tehran.
چکیده [English]

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.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon Nanotube
  • Chemical vapor deposition
  • Environmental temperature
  • Thermal expansion coefficient