Электрофизические свойства и спектроскопия комбинационного рассеяния жгутов одностенных и двустенных углеродных нанотрубок при высоких давлениях : диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук : 01.04.07

📅 2019 год
Соколовский, Д. Н.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение …………………………………………………………………………………………………………… 5

Глава 1. Структурные особенности и электрические характеристики углеродных
нанотрубок при высоких давлениях …………………………………………………………………. 12

1.1 Структура углеродных нанотрубок …………………………………………………………….. 12

1.1.1 Структура одностенных углеродных нанотрубок …………………………………….. 12

1.1.2 Структурные особенности двустенных углеродных нанотрубок ………………. 15

1.2 Электрические свойства углеродных нанотрубок ……………………………………….. 16

1.2.1 Электрическая проводимость ………………………………………………………………….. 19

1.2.2 Термоэлектрические свойства …………………………………………………………………. 23

1.2.3 Теплопроводность …………………………………………………………………………………… 25

1.3 Особенности спектроскопии комбинационного рассеяния углеродных
нанотрубок ……………………………………………………………………………………………………… 28

1.3.1 Спектроскопия комбинационного рассеяния одностенных углеродных
нанотрубок ……………………………………………………………………………………………………… 28

1.3.1.1 RBM-полоса …………………………………………………………………………………………. 30

1.3.1.2 G-полоса ………………………………………………………………………………………………. 32

1.3.1.3 D-полоса ………………………………………………………………………………………………. 35

1.3.2 Спектроскопия комбинационного рассеяния двустенных углеродных
нанотрубок ……………………………………………………………………………………………………… 36

1.3.2.1 RBM-полоса …………………………………………………………………………………………. 36
1.3.2.2 G-полоса ………………………………………………………………………………………………. 37

1.3.2.3 D-полоса ………………………………………………………………………………………………. 37

1.4 Углеродные нанотрубки при высоких давлениях ……………………………………….. 38

1.4.1 Теоретические исследования …………………………………………………………………… 38

1.4.1.1 Изолированные одностенные нанотрубки……………………………………………… 38

1.4.1.2 Жгуты одностенных нанотрубок …………………………………………………………… 43

1.4.1.3 Изолированные двустенные нанотрубки ……………………………………………….. 45

1.4.1.4 Жгуты двустенных нанотрубок …………………………………………………………….. 47

1.4.1.5 Полимеризация углеродных нанотрубок под давлением ……………………….. 53

1.4.2 Экспериментальные исследования …………………………………………………………… 55

1.5 Заключение к главе 1 …………………………………………………………………………………. 62

Глава 2. Исследуемые материалы, экспериментальные установки ……………………. 64

2.1 Исследуемые материалы ……………………………………………………………………………. 64

2.2. Электрические измерения при высоких давлениях …………………………………….. 67

2.2.1 Камеры высокого давления ……………………………………………………………………… 67

2.2.2 Низкотемпературный пресс …………………………………………………………………….. 69

2.2.3 Измерение электрического сопротивления ………………………………………………. 70

2.2.4 Измерение термоЭДС ……………………………………………………………………………… 70

2.2.5 Измерение относительной теплопроводности ………………………………………….. 72

2.2.6 Калибровка камеры высокого давления …………………………………………………… 73
2.3 Спектроскопия комбинационного рассеяния ………………………………………………. 73

2.4 Заключение к главе 2 …………………………………………………………………………………. 74

Глава 3. Влияние высокого давления на электрические свойства и структуру
одностенных углеродных нанотрубок ……………………………………………………………… 75

3.1 Электрическое сопротивление и термоЭДС одностенных углеродных
нанотрубок при высоких давлениях …………………………………………………………………. 76

3.2 Спектроскопия комбинационного рассеяния одностенных углеродных
нанотрубок ……………………………………………………………………………………………………… 92

3.3 Краткие выводы к главе 3 ……………………………………………………………………… 103

Глава 4. Влияние высокого давления на электрические свойства и структуру
двустенных углеродных нанотрубок………………………………………………………………. 105

4.1 Электрическое сопротивление и термоЭДС двустенных углеродных
нанотрубок при высоких давлениях ……………………………………………………………….. 105

4.2 Спектроскопия комбинационного рассеяния двустенных углеродных
нанотрубок ……………………………………………………………………………………………………. 119

4.3 Краткие выводы к главе 4 ……………………………………………………………………… 126

Основные результаты и выводы работы …………………………………………………………. 127

Список литературы ……………………………………………………………………………………….. 128

Список основных публикаций по теме диссертации ………………………………………. 145

Актуальность темы исследования и степень ее проработанности
Транспортные характеристики углеродных нанотрубок определяют
возможность их дальнейшего использования в микроэлектронике [1-7].
В связи с высокой сложностью создания транзисторов на индивидуальных
углеродных нанотрубках [8], значительный интерес представляет исследование
свойств объектов образованных нанотрубками. Первые функционирующие
процессоры, построенные на полевых транзисторах на основе углеродных
нанотрубок (CNFET), выполнены путем осаждения на подложку массивов
ориентированных нанотрубок [9-10]. Прозрачные проводящие пленки на основе
заполненных нанотрубок, обладающие высокой электропроводностью,
рассматриваются в качестве альтернативы пленкам оксида индия-олова в
оптоэлектронике [3-4, 7, 11].
Физические свойства нанотрубок определяются их геометрией, и могут быть
легко изменены воздействием давления или напряжения, что может быть
использовано при создании наноразмерных электромеханических связывающих
устройств и преобразователей [12-14]. На данный момент, нанотрубки уже
используются в качестве зондов для атомно-силовых микроскопов, что позволяет
существенно повысить разрешающую способность [15-17]. Высокопрочные,
хорошо проводящие электрический ток, композиты, на основе углеродных
нанотрубок, находят применение в “гибкой” электронике, в качестве основы для
гибких тактильных датчиков. Подобные материалы необходимы в медицине, в
качестве высокочувствительных датчиков давления [13-14, 18-19] и влажности
[20].
Также известен ряд работ по созданию термоэлектрических композитов,
содержащих наноразмерные углеродные материалы. Малый размер кластеров
позволяет достигать большей эффективности по сравнению с традиционно
используемыми объемными термоэлектриками [21-24]. Исследование
термоэлектрических характеристик углеродных нанотрубок, в том числе в
условиях высоких давлений, позволит более точно охарактеризовать влияние
содержания нанотрубок в термоэлектрических композитах на их физические
свойства.
Вместе с тем, в настоящее время, зависимость электрических и
термоэлектрических свойств от структурного состояния углеродных нанотрубок,
которое изменяется под действием давления, изучена недостаточно, что связано с
высокой сложностью организации подобных измерений [25-29]. Отсутствуют
экспериментальные работы, посвященных изучению электрических и
термоэлектрических свойств углеродных нанотрубок при высоких давлениях. В
последнее время появляются новые методики проведения электрических
измерений в алмазных наковальнях [30-31], однако они еще не получили
достаточного распространения.
Таким образом, полученные результаты актуальны как для решения
фундаментальных проблем физики твердого тела, так и для практических
применений. Работа направлена на изучение особенностей формирования фаз
высокого давления углеродных нанотрубок, их электрических и структурных
характеристик. Исследована связь особенностей барических зависимостей
электрического сопротивления, коэффициента Зеебека, и относительной
теплопроводности со структурными преобразованиями, происходящими в
углеродных нанотрубках под действием высокого давления.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Радиационное упрочнение и оптические свойства материалов на основе SiO2
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Особенности формирования реальной структуры эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным изотопным составом
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Исследование комплексной диэлектрической проницаемости конденсированных сред на основе новых методов терагерцовой импульсной спектроскопии
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»