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!

    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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 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
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 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 Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ

    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)»