|
具有半导体性-金属性组合的双壁纳米碳管
|
 |
| 我室先进炭材料研究部通过控制实验参数，采用流动催化剂法制备出直径分布较窄的定向双壁纳米碳绳。高分辨电镜和共振拉曼光谱的结果表明双壁纳米碳管的 内、外管径均匀分布于1.0-1.3 nm 和1.7-2.0 nm之间。大多数的碳管在范德瓦尔兹力的作用下形成碳束，进而形成宏观长度在10厘米以上、定向性较好的双壁纳米碳管绳。对其进行了拉曼光谱研究，基于共 振原理，对呼吸模进行了指认，发现所制备的双壁纳米碳管的内管具有金属性，而外管具有半导体特性，呈现出半导体性-金属性组合。这种具有半导体性-金属性 组合的双壁纳米碳管将可能作为很有应用价值的分子导线。 与此同时，对定向双壁纳米碳管绳的G模和D模进行了偏振拉曼光谱的研究。发现双壁纳米 碳管的G模由两组单壁纳米碳管的振动模组合而成，各振动模基本保持了原有的峰位，表明纳米碳管的径向振动比周向和轴向振动受层间作用力的影响大。值得注意 的是，双壁纳米碳管绳的D模展现了4个清晰可辨的峰，其高度重复性、直径依赖关系以及偏振拉曼光谱结果表明，他们是双壁纳米碳管的本征峰。其中两个峰可指 认为与其直径相关的峰，即来自于层间作用力较小的双壁纳米碳管；另两个峰可被指认为来自于两层碳原子采用近似AB堆积的双壁纳米碳管的G模频率。此结果说 明：D模和G模可以给出呼吸模和G模所不能给出的两管相对原子位置的信息；在用流动催化剂方法所制备的双壁纳米碳管中可能存在两层碳原子采用近似AB堆积 的双壁纳米碳管。这些拉曼谱学研究表明，双壁纳米碳管具有其他sp2炭材料不同的独特的光学特性。 |
沈阳材料科学国家(联合)实验室供稿