Tranzistor Cu Efect de Câmp Fabricat Din Nanotuburi de Carbon

 

 

TRANZISTOR CU EFECT DE CÂMP FABRICAT DIN NANOTUBURI DE CARBON 

 

Cuprins 1. Introducere ....................................................................................................................................................... 2  1.1. Scurt istoric al tranzistoarelor ........................................................................................................................ 2   1.2. Motivație  ........................................................................................................................................................ 3 

3. Tipuri de tranzistori ........................................................................................................................................... 4   2. Utilizări ale tranzistorilor  .................................................................................................................................. 5 

4. Nanotuburi de carbon ....................................................................................................................................... 7   4.1. Istoria nanotuburilor de carbon ..................................................................................................................... 8   4.2. Structura nanotuburilor de carbon ................................................................................................................ 9  4.3. Sinteza nanotuburilor de carbon ................................................................................................................. 12  4.4. Purificarea nanotuburilor de carbon ........................................................................................................... 14  4.5. Caracterizarea nanotuburilor de carbon ..................................................................................................... 17  5. Concluzii .......................................................................................................................................................... 19  Bibliografie .......................................................................................................................................................... 20 

 

1. Introducere 1.1. Scurt istoric al tranzistoarelor Una din cele mai mari descoperiri ale secolului XX este reprezentată de invenția tranzistorului. Acesta r eeprezintă prezintă componenta de bază a procesoarelor. Fără să se descopere tranzistorul, calculatoarele are fi avut în continuare dimensiuni uriașe; un server ar fi de statura unei clădiri, iar televizoarele ar funcționa în continuare pe baza de tub catodic. În urmă cu câteva decenii, în laboratoarele Bell, tranzistorul a fost realizat pentru prima dată, ceea ce a stârnit o serie de schimbări ce au dus la un progres al industriei tehnologice. Primul tranzistor fabricat avea dimensiunea unei palme, cu o adâncime de dimensiunea a două cutii de chibrit suprapuse.  Primul produs în care tranzistorul a fost integrat este reprezentat de un aparat auditiv produs de Sonotone în anul 1953 (Russell, 2010). Urmat de tranzistorul utilizat în radio, scos pe piață în anul 1954  (Bello, March 1953) . În anul 1960, Sony Corp. a introdus primul televizor produs cu ajutorul tranzistoarelor, TV8-301, care a încorporat 23 de tranzistoare de silicon și germaniu (Corporation, 2017) În anul 1965, Gordon Moore, unul din fondatorii Intel Corp. a prezis ceea ce în preznt poar tă numele de „Legea lui Moore”. Această lege este exprimată astfel: numărul de tranzistoare conținute într -un „chip”  se dublează la aproximativ doi ani. După aproximativ 40 de ani de la  această  predicție, legea este în

continuare valabilă. Așadar, societatea se schimbă ca urmare a descoperirii primului tranzistor ; mijloacele de transport în comun, vehicolele personale, industria în general a progresat substanțial.  Ritmul progresului prezis de „Legea lui Moore”, pur și simplu nu poate fi menținut   în viitor. Această  prezicere a fost până în prezent adevărată, dar s-a observat nevoia unui nou design pentru tranzistoare pentru a putea susține această creștere exponențială. Companii precum Intel, IBM și Advanced Micro Devices Inc. desfășoară activități în vederea propunerii unui nou design: un tranzistor care să permită trecerea de la un  procesor de 65 nm la dezvoltarea unei unei tehnologii a unui procesor procesor de 45 nm. Tranzistorul este considerat ca dispozitivul cel mai evoluat din istoria tehnologiei, susține Will Swope, vice  președinte la Intel: " Tranzistorul a progresat de la utilizarea sa într-un laborator până p ână la punctul în care oferă accesul la comunicare în mod eficient, cu alte 800 de milioane de alte tranzistoare, de mă mărimea rimea unei monede. Se găsește  găsește  cu siguranță la baza tehnologiei; tehnologiei; a societății  societății  ce are la  se contruiește pe  pe   economia calculatoarelor: calculatoar elor: PC-uri, telefoane mobile, iPod-uri și iPod-uri și altele; tranzistorul  tranzistorul  schimbat   schimbat aproape fiecare aspect al vieț ii ii noastre" (Churchill, 2007). Așadar este de așteaptat   ca tranzistorul să continue să conducă

dezvoltarea produselor digitale mai departe, în viitor.

 

1.2. Motivație  În industria IT, nenumărate companii alocă  resurse uriașe pentru cercetare și dezvoltare, iar rezultatele devin din ce în ce mai vizibile. Un pas în cercetare îl constituie utilizarea nanotuburilor de carbon pentru a fabrica tranzistori cu efect de câmp (TEC) cu dimensiuni din ce în ce mai mici, dar păstrând prin cipalele caracteristici ale unui tranzistor.  Nanotuburile de carbon sunt, după cum le spune si numele, nanostructuri unidimensionale capabile s ă  afișeze proprietăți electrice unice. Cea mai important ă proprietate a acestora const ă în utilizarea lor drept canale în construirea tranzistorilor cu efect de câmp (TEC). Cercetătorii au reușit să dezvolte primul circuit logic ce folosește o singur ă  moleculă. Au  reușit să  creeze un circuit ce poartă numele de „ invertor de tensiune” care reprezintă unul din cele trei circuite de baz ă folosite în producția computerelor. Profilul tubular al moleculei de carbon folosit f olosită pentru obținerea circuitului este de 100.000 de ori mai subțire decât firul de păr uman. Prin obținerea circuitului „invertor de tensiune” (poarta NOT), cercetătorii au determinat funcțiile logice ale invertorului în lungul unui nanotub de carbon. În sistemul binar, circuitul „ invertor de tensiune” este responsabil de comutația între cele două stări logice ale tranzistorului (0 și 1). Această descoperire a fost precedată de o nouă metodă, dezvoltată de inginerii de la IBM, prin care au reușit să determine o matrice formată din tranzistori fabricați din nanotuburi de carbon (CNTFET) care au drept car acteristică acteristică  un timp de comutație foarte scurt . Acest moment a marcat separarea nanotuburilor cu  proprietăți metalice de nanotuburile nanotuburile semiconductoare (Gaudin, 2007).

Așadar, considerând evenimentele ce au marcat descoperirea tranzistorilor cu efect de câmp (TEC), precum și progresul tehnologic adus o dată cu acest eveniment, se poate concluziona faptul că există o motivație deosebită în studiul și dezvoltarea TEC. Din acest motiv, unul din punctele cheie al evoluției în materie de designul tranzistorilor îl constituie utilizarea faimoaselor nanotuburi de carbon pentru a crea canalele unui TEC. În continuarea acestui proiect se vor oferi detalii cu privire la tipul și caractersticile tranzistorilor cu efect de câmp cu oxid-metalic-semiconductor, precum și a celor realizate din nanotuburi de carbon. Se vor accentua avantajele sau dezavantajele aduse de utilizarea acestora în fabricarea noilor tipuri de tranzistori. Cercetarea și dezvoltarea mecanismelor de producere, purificare precum și caracterizare a nanotuburile de carbon (NTC) vor fi detaliate. Diferite metode duc la anumite caracteristice ale nanotuburilor, fapt pentru care se vor prezenta metodele generale și studiul aferent acestora.  Se vor extrage concluzii referitoare la avansul tehnlogic adus de utilizarea acestui material în industria fabricării tranzistorilor.

 

3. Tipuri de tranzistori Prin definiție, un tranzistor cu efect de câmp (TEC) poate fi descris ca uunn tranzistor care utilizează un câmp electric pentru a controla și forma conductivitatea electrică  a unui canal semiconductor, cu un singur  purtător de sarcină: fie electron, fie gol. Denumirea de „efect de câmp” provine din faptul ccăă intensitatea curentului între două în terminale c ontrolată controlată de către electric g enerat de un al celui de-alelectric treilea generat terminal. Având vedere este faptul că un singur tippotențialul de purtători realizează conducția electrică, aceste dispozitive sunt definite ca tranzistori unipolari.  Clasificarea tranzistorilor cu efect de câmp este realizată astfel: -  Tranzistori cu efect de câmp cu joncțiune (TECJ);  -  Tranzistori cu efect de câmp metal-oxid-semiconducto metal-oxid-semiconductorr (TECMOS); Ambele categorii pot fi atât cu canal p cât și cu canal n. Tranzistorii de tip N (canal n), utilizează electroni ca purtători de sarcină electrică. Tranzistorii de tip P (canal p) utilizează regiunile sărace în electroni, denumite goluri, pentru a transporta sarcina electrică.  În continuare, doar tranzistorul cu efect de câmp cu oxid-metaliic-semiconductor (TECMOS) va fi descris în detaliu. Structura, funcțiile și anumite caracteristici ale TECMOS pot fi utilizate pentru a descrie carateristicile specifice ale tranzistorului cu efect de câmp fabricat din nanotuburi de carbon (CNFET). Un tranzistor cu efect de câmp este definit ca un circuit electronic cu trrei electrozi: poart ă (P), drenă (D) și sursă (S). Adițional, poarta este izolată  prin structura pn de celelalte elemente printr-un izolator de oxid de siliciu (SiO2). P rin izolarea porții rezultă curentul de poartă este nul, iar curentul din drenă este egal cu cel din sursă. Curentul de poartă este de ordinul zecilor de  pA. Funcționalita Funcționalitatea tea tranzistorului cu efect de câmp provine din controlul conductanței electrice a canalului existent între drenă și sursă, control care se realizează prin tensiunea existentă între poartă și sursă. Conducția dintre drenă și sursă are loc în regiunea limitată a semiconductorului, care poartă denumirea de canal . Curentul dintre drenă și sursă este e ste controlat de tensiunea aplicată pe poartă. Figura 1.1 reprezintă structura unui tranzistor cu efect de câmp  MOS.

Figura 1.1 Structura unui TECMOS cu canal n (stânga), canal p (dreapta)

 

În continuare, vor fi prezentate detalii cu privire la utilizările generale ale tranzistorilor . Scopul și funcționalitatea tranzistorilor a evoluat din momentul în care aceștia au fost creați  pentru prima dată. Datorită materialelor din care sunt fabricați, drept consecință, utilizările acestora s-au extins. Așa cum a fost menționat anterior, tranzi stor ii ii fabricați din nanotuburi constituie focusul acestui  proiect, așadar, în următoarea parte detaliile vor fi concentrate de asemenea pe structura, sinteza precum și caracterizarea nanotuburilor de carbon.

2. Utilizări ale tranzistorilor Conceptele și utilizările tranzistorului  provin din modul de funcționare al acestuia. În eesență, sență, tranzistorul este un compensator al curentului electric. Acesta prezintă o regiune prin care curentul circulă, care poartă denumirea de canal al tranzistorului. În acest canal, diverse materiale pot fi folosite, materiale care au drept caracteristică principală semiconductivitatea; materialul general utilizat fiind siliciul (Si). În electricitate,  potențialul de ener gie gie este denumit voltaj. Dacă diferența de potențial dintre cele două capete ale canalului unui tranzistor este incrementat, atunci mai mult curent va putea circula prin canal. Același principiu se aplică și pentru cazul în care potențialul este decrementat, atunci și curentul care poate circula prin canal este scăzut. Întotdeauna curentul este restricționat din a circula printr -un -un tranzistor, iar acest lucru este

realizat prin moderarea potențialulu potențialuluii indus la poarta tranzistorului, aceasta fiind izolată de un fragment de izolator, cum este dioxidul de siliciu (SiO2). Datorită acestui mecanism, utilizarea tipică a tranzistorului este drept comutator în domeniul tehnologic. Cele mai des întâlnite utilizări ale t ranzistorului vor fi prezentate în continuare. a)  Tehnologia digitală 

Se referă la faptul că anumite componente ce alcătuiesc un dispozitiv folosesc diverse stări pentru a  performa comutații sau pentru a stoca informație. Spre exemplu, tehnologia digitală ofe oferă ră posibilitatea de a contrui echipamente ce pot comuta între diverse stări și care au capabilitatea de a menține o stare până la alte modificări ulterioare. În esență, sunt suficiente două stări, iar un exemplu de echipament capabil de o asemenea comutație este tranzistorul. Sumarizând, starea tranzistorului este modificată de prezența curentului. Până în prezent nu a fost inventat un alt dispozitiv cu asemenea capabilitate care să depășească economia de producție sau caracterul convenabil de integrare la scară largă pe care îl prezintă tranzistorul.  b)  Amplificatoare de semnal În adiție la cele prezentate mai sus, o altă aplicație directă a tranzistorului este utilizarea sa în fabricarea amplificatoarelor. Un exemplu concludent îl constituie amplificatoarele de semnal utilizate pentru liniile de telefonie. Există de asemenea o gamă variată de produse care integrează tranzistori, iar acestea sunt: radio, televizoare, iar cel mai recent, telefoane mobile. Tranzistorul este capabil să amplifice în condiția în care o diferență ridicată de potențial este aplicată la cele două capete a le canalului său. Această caracteristică este  benefică în fabricarea produselor ce nec esită un consum redus de putere, cum este și cazul telefoanelor mobile.

 

c)  Senzori

În ultimii ani utilizarea senzorilor a crescut o dată cu dezvoltarea telecomunicațiilor. În prezent tehnologia mobilă integrează nenumărate aplicații ale senzorilor în diverse domenii. Tranzistorii sunt utilizați  în  producția de senzori cu scopul de a controla curentul, oferind astfel capacitatea senzorilor de a fi utilizați în diverse aplicații de detectare, oferind rezultate concludente.  Tranzistorii fabricați din nanotuburi de carbon prezintă utilizări în aplicații actuale dar și de viitor. În afara utilizării acestor a drept componente electrice, alte utilizări actuale ale tranzistorilor sunt următoarele. d)  Celule solare

Acestea reprezintă un potențial promițător în care tranzistorii fabricați din nanotuburi de carbon pot avea un folos semnificativ. Nanotuburile pot înlocui compusul actual din celulele solare sub forma unui film transparent conductiv ce oferă posibilitatea razelor de lumină să treacă prin straturile active ale celulei, generând astfel fotocurent. Prin utilizarea CNFET-urilor în celulele solare se poate reduce pirederea de energie și se poate crește rezistența la oxidarea fotonică. e)  Stocarea hidrogenului

Pe lângă abilitatea nanotubuilor de carbon de a stoca energia electrică, stu dii recente au demonstrat faptul că aceste nanotuburi pot fi utilizate în stocarea hidrogenului cu scopul de a -l utiliza drept sursă de combustibil. Potențial, această metodă de stocare va putea fi utilizată în construcția de vehicole, având rolul de a înlocui tradiționalul mod de alimentare a ace stora prin construirea unor vehicu le capabile să fie alimentate cu hidrogen, în loc ul combustibilului convențional (Safa, 2010)

Aria de controversă în experimentele dezvoltate în jurul stocării hidrogenului prin folosirea de nanotuburi de carbon îl constă eficiența prin care acest proces este desfășurat. Eficacitatea de stocare a hidrogenului este parte integrantă din utilizarea sa ca sursă de combustibil primar, deoarece hidrogenul conține  aproximativ un sfert din volumul de energie pe unitate de benzină. Studiile arată însă că ceea ce este cel mai important este suprafața materialelor utilizate . În toate aceste materiale carbonice, hidrogenul este stocat prin adsor  bție fizică la temperaturi cuprinse cuprinse între: 70 și 90 Kelvin Kelvin (Dillon, 1997). În concluzie, există diverse utilizări ale tranzistorilor fabricați din nanotuburi de carbon, dar de asemenea există nenumărate aplicații ale nanotuburilor de carbon în vari ate arii ale tehnologiei. Încă de la începutul descoperirii în de anul 1991fundamental de către Sumio nanotuburile de carbon prezentat intere s deosebit, atâtacestora din punct vedere cât Iijima, și al posibilelor aplicații  în careauacestea pot un fi folosite. Diverse tipuri de nanotuburi de carbon pot fi produse prin diverse metode. Producția lor la scară largă  precum și tehnicile de purificare sunt  încă sub cercetare. În cele ce urmează nanotuburile de carbon vor fi  prezentate din punct de vedere al istorie parcurse, diferitelor tipuri disponibile disponibile,, al structurii precum și al metodelor de sintetizare și caracterizare.

 

4. Nanotuburi de carbon În ultimii ani, produsele miniaturizate au devenit din ce în ce mai importante în fiecare aspect al vieții. Beneficiile de a avea componente mai mici și, prin urmare, un dispozitiv cu capabilități și funcționalități îmbunătățite, sunt evidente din următoarele perspective: sisteme mai mici tind să se miște mai repede decât sistemele mai mari din cauza inerției inferioare a masei. De asemenea, dispozitivele de dimensiuni minuscule se confruntă cu mai puține probleme în ceea ce privește distorsiunea termică, vi brații  brațiile, iar nu în ultimul rând, acestea consumă mai puțină energie și prezintă costuri reduse (Hsu, 2002). Datorită acestor avantaje, miniaturizarea sistemelor și dispozitivelor a devenit un domeniu activ de cercet are. Mai pe larg, nanotehnologia include mai multe structuri și tehnici desfășurate la o scară cu mărime mai mică de 100 nm, incluzând: nanotuburi de carbon, nanocristale, puncte cuantice, nanofibre, nanofire, nanoparticule de oxizi metalici, nanoparticule de dispersie, nanocompozite polimerice, etc. Asemenea altor numeroase descoperiri științifice importante, fulerenele au fost descoperite accidental. În anul 1985, oamenii de știință au descoperit un material nou prin observarea unor rezultate neobișnuite în spectrele de masă a probelor de carbon evaporat. Astfel au fost descoperite fulerenele și stabilitatea lor în faza gazoasă a fost dovedită. Descoperirea fulerenelor a oferit perspective interesante în cercetarea nanostructurile de carbon precum și în cea arhitecturilor construite din unități de carbon sp2 bazate   pe  principii geometrice simple,ce  pot duce la noi simetrii și structuri care au proprietăți fascinante și utile (Kroto, 1985). Fulerenele sunt o clasă de forme alotropi ce ale carbonului; acestea sunt molecule compuse în întregime din carbon, sub forma unei sfere, a unui elipsoid sau a unui tub. Fulerenele cilindrice sunt numite nanotuburi de carbon. Fulerenele sunt similare ca structură cu grafitul, care este compus dintr-o foaie de inele hexagonale legate între ele, d iferența în cazul  fulerenelor este că acestea conțin inele  pentagonale (sau uneori heptagonale), heptagonale), care împiedică foaia de a fi plană.

Figura 4.1 Structura celor 8 forme alotropice ale carbonului. A) Diamant, B) Grafit, C) Lonsdaleite, D) C60 [0D, molecule] , E) C540 Fulerenă, (F) C70 Fulerenă, G) Carbon amorf, H) Nanotub de Carbon cu un Perete Simplu (NTCPS).

 

 Nonotuburile de carbon (NTC) reprezintă o formă a carbonu ca rbonului, având un diametru de dimensiunea nanometrilor, iar lungimea de dimensiunea micrometrilor. Atomii de carbon sunt dispuși   sub forma unui hexagon, asemenea aranjamentului carbonului din grafit. Structura NTC se constituie din foi cilindrice de gr afit, afit, denumite grafene, înfășurat e sub forma unui cilindru cu un diametru de ordinul unui nanometru. Este cunoscut faptul că NTC reprezintă o formă alotropică a carbonului, ce se situează între fulerene și grafit.

4.1. Istoria nanotuburilor de carbon Carbonul este cunoscut ca fiind elementul cel mai ve rsatil care există pe pământ. Acesta   are diferite  proprietăți  care pot fi rezulta în diferite moduri de utilizare și diverse aplicații. Aceste aplicații su nt dependente de modul în care sunt aranjați atomii de carbon. Carbonul Car bonul sub formă de grafit a fost descoperit în 1779, iar 10 ani mai târziu, sub formă de diamant. A fost apoi stabilit că ambele forme aparțin unei familii de elemente chimice. La aproximativ 200 de ani mai târziu târ ziu au urmat progresele în domeniul carbonului. În 1985, Kroto, Smalley și Curl au descoperit fulerenele (Kroto, 1985), aceștia fiind beneficiarii din anul 1996 al Premiului Nobel în Chimie pentru descoperirea fulerenelor . Câțiva ani mai târziu, a u fost descoperite  NTC. Interesul actual imens în NTC este o consecință directă a sintezei fulerenelor C60, și altor fulerene, în 1985. Descoperirea cum că atomul de carbon ar putea forma alte structuri stabile, altele decât cele de grafit precum și diamant a stimulat cercetătorii din întreaga lume în căutarea de forme noi de carbon. Căutarea a primit un nou impuls atunci când a fost prezentat în 1990, faptul că C60 poate fi produs într-un simplu aparat de evaporare cu arc ușor disponibil în toate laboratoarele. Acesta s-a realizat folosind un astfel de evaporator de către omul de știință japonez "Sumio Iijima" care a descoperit legătura dintre NTC și fulerene în 1991 (Iijima, 1991). Tuburile conțineau cel puțin două straturi iar denumirea primită a fost: nanotuburi de carbon cu pereți multipli (NTCPM). Acestea au variat în diametru exterior de la aproximativ 3 nm la 30 nm, fiind închise la ambele capete. O scanare a unor NTCPM este prezentată în 1993; dr ept ept o nouă clasă de NTC ce a fost descoperită, cu doar un singur strat. Acestea fiind nanotuburi de carbon cu perete simplu (NTCPS), care sunt în general mai înguste decât tuburile cu pereți multipli, cu diametr u în intervalul 1-2 nm, iar acestea tind să fie curbate,

mai degrabă iar decât S-a stabilit în ulterior noiNTC. fibreEste prezintă   o serie de proprietăți excepționale, acestdrepte lucru. duce la creșterea cercetăriicăînaceste privința important de remarcat, totuși, că tuburile nanometrice de carbon au fost descoperite cu mai mulți ani înainte de descoperirea Iijima. Principalul motiv pentru care aceste tuburi timpurii nu au stârnit un interes este faptul că aceste tuburi erau structural mai degra bă imperfecte, astfel încât nu prezentau  proprietăți deosebite. Cercetările ulterioare sau concentrat pe îmbunătățirea calității produse  de NTC (Harris, 2003). Nanotuburile de carbon au fost  produse și observate într -o -o varietate de condiții, înainte de 1991, dar mulți cred că raportul Iijima în 1991 este de o importanță deosebită, deoarece a adus NTC în conștiința comunității științifice în ansamblu.  În Figura 4.2 sunt prezentate schematic structurile diferitelor tipuri de nanotuburi de carbon. Se pot observa diferențele de structurale ale nanotuburilor de carbon precum alte forme ale carbonului.

 

  gura 4.2. Diagrama schematică: A) Foaie de grafenă, grafenă , B)Foaie grafenă  parțial  parțial răsucită, răsucită , C) Nanotub de Carbon Fi Figura B)Foaie de grafenă  cu un Singur Perete (NTCSP), D) Structura celor trei tipuri de NTC: NTCPS (NTC cu Perete Simplu), NTCPD Multipli). (NTC cu Perete Dublu), NTCPM (NTC cu Pereți Multipli).

4.2. Structura nanotuburilor de carbon  Nanotuburile de carbon sunt sunt cel mai simplu reprezentate reprezentate de foi de grafenă ce sunt înfășurate în forma unui tub. O foaie de grafenă se poate înfășura în mai multe moduri, ceea ce rezultă în mai multe tipuri de NTC. A se nota faptul că grafena reprezintă un plan dintr -o -o foaie de grafit.  Nanotuburile de carbon sunt considerate ca structuri de aproa pe o singură  dimensiune, în funcție de lungimea lor rapor tată tată la diametru. Cele mai importante structuri sunt NTCPS și NTCPM. Un NTCPS este considerat ca un cilindru înfășurat dintr -o singură grafenă, în timp ce NTCPM este similar cu o colecție de  NTCPS concentrice. Lungimea și diametrul acestor structuri, NTCPM diferă foarte mult de cele ale NTCPS și, desigur, proprietățile lor sunt foarte diferite. Tipul de NTC depinde de modul în care grafena este orientată spre rulare. Acest lucru poate fi specificat  printr-un vector de chiralitate chiralitate, care definește modul în care grafena este înfășurată. Figura 4.3 arată modul în care o grafenă hexagonală este înfășurată pentru a forma un NTC într-o clasificare structurală vectorială.

 

  Figura 4.3. Structura bidimensională a unei grafene împreună cu structura vectorială folosită pentru a defini clasificarea structurală a tipurilor de NTC.  NTC.  

Vectorul este determinat de o pereche de valori întregi (n,m). Doi atomi din planul grafenei sunt selectați iar un alt atom este folosit ca origine. Vectorul chiral „C” este orientat dinspre primul atom către cel de -al doilea și este definit de relația:  

 =  +    Unde perechea (n,m) reprezintă valori întregi, iar a 1  și a2  reprezintă vectori ce au ca unitate o celulă și aparțin matricei bidimensionale formată de foaia de grafen. Spre exemplu, pentru a produce un NTC cu următoarele valori ca indici: (n,m) = (6,3), atunci lungime vectorul de chiralitate C r eprezintă eprezintă circumferința  NTC și este descris de următoarea relație:  

 = | || =  ( ( +  + )  Unde valoarea lui „a” este determinată de lungimea vectorului având celula ca unitate, „a 1” sau „a2”. Lungimea lui „a” este determinată în principal pr incipal de lungimea legăturii carbon-carbon „C-C”, după relația: 

 = | | | =  = | | | =  √ 3  În cazul grafitului, legătura C -C are valoarea   = 0.1421 . Aceeași valoare este în general utilizată și

în calculele pentru NTC. Însă, având în considerare curbura tubului, o valoare puțin mai mare este recomadată:   = 0.144 . Așadar, diametrul nanotubului de carbon se poa te calcula după următoarea formulă:  

  =    Unghiul dintre vectorul de chiralitate „C” și axa nanotubului reprezintă unghiul chiral „θ”. Considerând cele două valori înt regi specificate anterior, se poate determina noul unghi de chiralitate utilizând relația: 

 = tan−

  √ 3    + 2

 

 Naotuburile de carbon sunt determinat doar de perechea de valo valori ri întregi (n,m) care este în directă legătu legătură ră cu unghiul chiral „θ”. În funcție de acest unghi pot rezulta nanotuburi de carbon cu diferite chiralități. În Figura 4.4 se pot observa câteva exem ple de nanotuburi ce prezintă chiralități diferite.   Diferența se poate observa la capătul deschis al tubului. 

chirală.  Figura 4.4. 4.4. NTC cu diverse chiralități. A) Structura armchair, B) Structura zig-zag, C) Structura S tructura chirală. 

Așadar, perechea de valori întregi (n,m) este cea care determină chiralitatea nano tu burilor de carbon și în același timp este cea care afectează proprietățile optice, mecanice și electronice ale tuburilor. Nanotuburile determinate de relația între perechea  de valori întregi (n,m) unde |  | = 3   prezintă prezintă proprietăți metalice, de exemplu un tub caracterizat de perechea de valori întregi (10,10). De asemenea, nanotuburile de carbon pentru care perechea (n,m) este caracterizată de relația: |  | = 3 ± 1,  acestea  prezintă  proprietăți semicondutor, precum un tub caracterizat de perechea (10,0). În calcule, „i” este ales ca număr întreg. Structura în zig-zag  și structura scaun prezintă  prezintă un grad de ssimetrie. imetrie. Acești termeni se referă la ar anjamentul anjamentul hexagoanelor în  jurul circumferinței. În timp ce, pentru nanotubul de carbon cu structură chirală, această structură se poate găsi și în forma sa oglindită. 

Suprafața specifică oferă înformații cu privire la caracteristicile și proprietățile nanotuburilor de carbon. Cu ajutorul unor calcule geometrice, aria externă teoretică a suprafeței specifice pentru NTC a fost determinată (Peigney, 2004). Pentru o secțiune din grafenă, valoarea obținută este 1315 m 2g-1, dar folosind diferite geometrii cu pereți multipli și nanotuburi de fascicule, această valoarea scade până la 50 m 2g-1. Pentru a vizualiza modul în care sunt construite NTC se poate începe cu o grafenă, care reprezintă forma cea mai stabilă de carbon cristalin. Grafitul este format din planuri de astefl de grafene. În cadrul stra straturilor, turilor, atomii sunt aranjați la colțurile hexagoanelor care umplu întregul plan (în cazul ideal, fără defecte). Atomii de carbon sunt puternic legați covalent (distanța carbon-carbon ~0.14 nm). În schimb, straturile sunt slab legate între ele (o distanță între straturi de aproximativ 0.34 nm, cu o forță van der Waals slabă.). Cuplajul slab între straturi, conferă grafitului proprietatea unui material aparent foarte m moale, oale, prop proprietate rietate care perm permite ite utilizarea grafitului într-un stilou.

 

Modalitatea de lipire a unui nanotub de carbon este descrisă de chimia cuantică aplicată, în mod specific, de către hibridizarea orbitală. Legarea chimică a  NTC este compusă în întregime din legături sp2  sp2, similare cu cele ale gr afitului. afitului. Această structură de legare, care este mai puternică decât legăturile găsite în diamant  sp3, ofer ă moleculelor   o forță unică. Nanotuburile de carbon se aliniază în mod natural în corzi ținute împreună de forțe van der Waals. Sub presiune ridicată, nanotuburile  pot fuziona împreună, renunțând la  unele legături  sp2 sp2  în favoarea legăturilor  sp3, oferind o mare posibilitate de a produce fire puternice, de lungime nelimitată, prin înalta presiune care leagă nanotuburile de carbon (Yildirim, 2000).

4.3. Sinteza nanotuburilor de carbon Metoda de obținere a nanotuburilor de carbon este încă un subiect de cercetare; având în considerare faptul că mai multe mecanism pot fi utilizate în procesul de formare a nanotuburilor de carbon. Un exemplu de mecanism de formarea nanotuburilor este alcăt uit din trei etape. Acesta poa te fi decris în modul următor:  1.  Un precursor în formarea NTC și fulerenelor, C2, se formează pe suprafața particulei de catalizator metalic. 2.  Din această particulă de carbură de metastabil, un carbon sub formă de tijă este format rapid. 3.  În al doilea rând există o grafitizare lentă a peretelui său. Acest mecanism se bazează bazea ză pe observațiile TEM în situ. (Ayumu, 2002) Condițiile atmosferice exacte depind de tehnica utilizată. 

Creșterea reală a NTC pare să fie aceeași pentru toate tehnicile menționate. menționate.  Mecanismele de creștere cele mai acceptate sunt reprezentate de următoarele două modele: a)  vârful de creștere (S. Iijima, 1993)  b)  creșterea rădăcinilor   În cazul primului mecanism, un al vârf tubului este deschis, astfel încât atomii de carbon pot fi adăugați la circumferința sa, iar catalizatorul metalic favorizează reacția de creștere și, de asemenea, previne închiderea vârfului tubului. Un studiu propus indică faptul că moleculele fulerenelor ar acționa asemenea unor nuclee de creștere astfel încât diametrul tub ului va determina mărimea NTC (Hafner, 1998). Cel de-al doilea mecanism se bazează pe diagrama fază dintre  etalic carbontopit și un cresc sub formă de precipitate  precipitate de carbon carbon atunci când diz dizolvarea olvareadecarbonului m metalic se metal. răceșt răceștee NTCPS și se solidifică. În cazul acestui mecanism sunt necesare mai multe dovezi experimentale pentru o mai bună înțelegere a mecanismului de creștere (Iijima, 1998).

Există mai multe teorii cu privire la mecanismul exact de creștere pentru NTC. Una dintre teoriile cele mai acceptate postulează că particulele de catalizator din metal sunt plutitoare sau sunt sprijinite  pe grafit sau un alt substrat (Sinnot, 1999). Se presupune că particulele de catalizator sunt sferice sau în formă de pară, caz în care depunerea va avea loc doar o jumătate din suprafața (aceasta este cea mai mică parte curbată  pentru particulele în formă de pară). Carbonul difuzează de-a lungul gradientului de concentrare și precipită  pe jumătatea opusă, în jurul și su subb diametrul int intersecta ersectat. Cu toate acestea, nu precipită din vârful emisferei, care reprezintă miezul gol, care este caracteristică a acestor filamente. Pentru metale acceptate, filamente  pot forma fie prin extrudare, în care  NTC crește vertical din particulele de metal care rămân atașate pe substrat, carbon. sau prin vârful-creștere, în care particulele se desprind de capătul în creștere a nanotubului de

 

  Figura 4.5. Vizualizarea posibilelor mecanism de creștere a nanotuburilor de carbon.  carbon.  

 Nanotuburile de carbon sunt, sunt, în general, produse prin trei tehnici principale principale:: 1.  Descărcare în arc electric  2.  Ablație laser 3.  Depunere chimică în fază de vapori 

În tehnica de descărcare în arc  electric, vapor ii ii de carbon sunt creați de o descărcare în arc între doi electrozi de carbon, cu sau fără catalizator.  NTC se auto-asamblează din vaporii de carbon rezultați. În tehnica de ablație laser, un fascicul de laser de mare putere afectează un volum de gaz de materii prime cu conținut de carbon (hirocarburi, de exemplu: metan sau monoxid de carbon). Ablația laser produce o cantitate mică de nanotuburi de carbon curate, în timp ce metodele de descărcare în arc  electric în general, produc cantități mari de material impur. În general , depunerea chimică în fază de  vapori (DCV) duce la producerea de  NTCPM sau NTCPS de calitate slabă.  NTCPS produse prin DCV pot avea variate diametre, fapt ce nu  poate fi controlat controlat îndeajun îndeajuns. s. Pe de altă parte, această metodă este foarte ușor de  reprodus la scară mai largă, ceea ce favorizează producția comercială (Daenen, 2003). Ablația laser a fost prima tehnică utilizată pentru a genera fulerene în clustere. În acest proces, o bucată de grafit este vaporizat prin iradiere cu laser în atmosferă inertă. Acesta rezultă în funingine care conține NTC care mai apoi sunt răcite de pereții unui tub de cuarț (Journet, 1998). Metoda de depunere chimică în fază  vapori actuală  a arătat cele mai bune rezultate în ceea ce privește raportul: preț / unitate. Acest Acest lucru se datorează căldurii excelente și a transferului de masă care au rezultat într-un produs omogen, cu o scalabilitate inerentă și costuri relativ scăzute (Harris A. , 2001). DCV implică în general reacția unui conținut de carbon de gaz (de exemplu acetilenă, etilenă și etanol), cu o particulă de catalizator metalic (de obicei, Co, Ni, Fe sau o combinație a acestora) la temperaturi de peste 600 °C. Toate că aceste metode pot produce cantități mari de NTC însă  costul lor este încă ridicat pentru a r ealiza ealiza orice aplicații la scară largă. 

 

În prezent, DCV este metoda cea mai utilizată în producerea de nanotuburi de carbon. Unele din metodele de producere a nanotuburilor de carbon sunt mai eficiente, dar în continuare, cea mai mare problemă întâlnită în producerea nanotuburilor este capacitatea de auto -aliniere. O serie de aplicații ale NTC necesită ca acestea să fie crescute într -un mod controlat, iar NTC să fie capabile să se alinieze cu modificarea suprafeței. Sinteza controlată ale nanotuburilor perfect aliniate este un subiect important în studiile curente și dezvoltarea viitoarelor aplicații ale nanotuburilor de carbon (M. Paradise, 2008). În Figura 4.6 se pot observa imagini microscopice ale nanotuburilo nanotuburilorr perfect aliniate.

Figura 4.6. A) Micrografii electronice de baleiaj mărite la 10.000 și 20.000

4.4. Purificarea nanotuburilor de carbon Al doilea impediment în producerea pe scară largă a nanotuburilor de carbon este reprezentat de către metodele de purificare a cantității de NTC produse. În toate metodele de producere, nanotuburile nanotuburile rezultate  prezintă un anumit nivel de impurități. Cele mai comune impurități sunt materiale carbonice, dar au fost observate și metale în cantități mai reduse  (Ebbesen, 1997). Impuritățile observate în pr incipal incipal în urma sintezei de nanotuburi de carbon sunt rezultate din sursa de grafit, de asemenea din carbon amorf dar și din catalizator de metal precum și fulerene. Cele din urmă se regăsesc în cantități mici. Toate aceste impurități afectează proprietățile NTC. Se dorește ca în urma sintezei cantitatea de nanotuburi de carbon rezultată să fie cât se poate de pură. În scopul cercetărilor, pentru o analiză  mai bună a rezultatelor, este de dorit ca produsul de NTC să fie de asemenea cât mai omogen. În general, tehnicile industriale sunt variate în ceea ce privește procesul de purificare a NTC, fapt pentru care în continuare vor fi prezentate unele din cele mai relevante.

 

1.  Purificarea NTC prin oxidare. Este un procedeu prin care se pot extrage eficient impuritățile carbonice. Principalul dezavantaj al acestei metode este faptul că nu doar impuritățile sunt oxidate, dar și nanotuburile de carbon. Însă procesul de oxidare nu afectează atât de mult nanotuburile,  așa cum este cazul impurităților, deoarece impuritățile  prezintă mai multe defecte și au o structură deschisă. Această metodă de purificare este  utilizează în general deoarece impuritățile sunt atașate de catalizatorul metalic, care se comportă ca un catalizator oxidant . În concluzie, eficiența și randamentul dependente de o mulțime deetfactori, cumBorowiak-Palen ar fi : conținutul de metal, timpul de oxidare, mediu,procedurii agentul desunt oxidare și temperatura  (Hajime al., 2002; et al., 2002; Chiang et al., 2001; Xiang et al., 2001; Houjin et al., 2001). 2.  Purificarea NTC prin tratare cu acid.

Tratarea cu acid are rolul de a înlătura catali zatorul metalic rezultat în urma producerii de NTC: În primul r ând, ând, suprafața metalului este expusă oxidării, ap oi catalizatorul metalic este expus la tratamentul cu acid, apoi este solvatat. Nanotuburile de carbon rămân sub formă de suspen suspensie. sie. În cazul utilizăr utilizării ii de HNO3, atunci acidul va acționa doar asupra catalizatorului metalic; reacția nu va avea nici un efect asupra nanotubului de carbon sau asupra altor particule de carbon. În cazul utilizării HCl, atunci acest acid va afecta într -o măsură redusă atât nanotubul de carbon precum și alte particule de carbon. Figura 4.7 arată o micrografie a nanotuburilor de carbon tartate cu acid azotic.

Figura 4.7. Micrografii ale NTCPM. A) tratate cu

25.000.  Imaginea A) mărită 25.000. 

HNO3 B) În literatura de specialitate s-a demonstrat că efectul diferitelor variabile în tratamentul cu acid: spre exemplu: tipul acidului utilizat sau concentrația, temperatura, durata tratamentului dar și presiunea tratamentului, sunt încă subiecte de cercetare.  În consecință mai multe experimente trebuie desfășurate  pentru a clarifica dependența acestor acestor variabile asupra procesului de purificare a NTC (MacKenzie, 2009). 3.  Purificarea magnetică a NTC.

În această metodă, particule de feromagnet sunt înlăturate mecanic din grafit. Suspensia de NTC este amestecată cu nanoparticule anorganice, precum ZrO2 sau CaCO3  într-o baie ultrasonică, cu scopul înlăturării particulelor feromagnetice. Apoi, particulele sunt prinse cu polii magnetici permanenți. După un tratament chimic ulterior, un material  NTC cu puritate ridicată va fi obținut obținut (Figura 4.8).

 

  Figura 4.8.SME 4.8.SME a NTCPM A) sintetizați în câmp magnetic B) fără sinteză.  

Acest procedeu nu necesită echipamente costisitoare și oferă posibilitatea producției la scară largă a NTC care nu prezintă impurități magnetice.  4.  Purificarea NTC prin micro-filtrare.

Procedeul de microfiltrare se bazează pe separarea particulelor. NTC și o cantitate redusă de nanoparticule de carbon sunt stocate într-un filtru. Nanoparticulele rămase (catalizatorul metalic, fulerene și restul de nanoparticule de carbon) vor trece cu ușurință prin filtru.  5.  Purificarea NTC prin cromatografie.

Această tehnică este utilizată în principal pentru a separa cantități mici de  NTC în fracțiuni, de lungime mică și de distribuție cu diametru.  Nanotuburile sunt conduse printr-o coloană cu un material poros, prin care acestea curg. Coloanele utilizate poartă numele   permeație de gel pentru cromatografie (GPC) și cromatografia de înaltă performanță - cromatografie lichidă de excludere dimensională (HPLC-SEC).  Numărul de pori pori NTC ce va curge depinde de mărimea lor. Acest lucru înseamnă că,  pentru molecule mici, calea spre capătul coloanei va fi mare, iar moleculele mari se vor desprinde primele. Dimensiunea porilor va controla distribuția granulometrică . Cu toate acestea, problema principală  este că NTC trebuie să fie dispersate (Farkas, 2002) sau solvatate (Niyogi, 2001) și (Zhao, 2001). Acest lucru poate fi realizat prin ultrasonare (Farkas și colab., 2002) sau funcționalizarea cu grupări solubile (Niyogi, 2001)și (Zhao, 2001). În concluzie, diferite tehnici de purificare, vor oferi rezultate diferite. Tehnica aleasă poate, deoarece efectul asupra întregului eșantion va depinde atât de compoziția cât de și cantitatea de probă. Se necesită  tehnici care înlătură doar  impuritățile de carbon și metale, fără a smodifica nanotuburile de carbon obținute în urma  procedeului de sinteză. De asemenea, este important să se considere ajustarea variabilelor de proces, cum ar fi temperatura, scara și timpul. T ehnicile de producție la scară largă și de purificare ale nanotuburilor de carbon sunt încă în curs de dezvoltare.  Ca observație finală, metodele de purificare mai sus menționate schimbă  suprafețele structurale ale nanotuburilor de carbon. Ca urmare, pot exista modificări în unele proprietăți nanotuburi purificate. Prin urmare, forța principală a cercetării în domeniul producerii NTC purificate reprezintă capacitatea procesului de purificare a nanotuburilor păstrând caracteristicile fascinante ale nanotuburilor de carbon.

 

4.5. Caracterizarea nanotuburilor de carbon Există nenumărate metode de producere a nanotuburilor de carbon: fiecare rezultând într-un material cu diverse caracteristici, cum sunt: diametru, lungimea, chiralitatea, puritatea. În urma sintezei prin diverse metode  pot apărea și defecte. În urma procesului de purificare a nanotuburilor, în general rezultatul este cr eșterea eșterea fracțiunii de nanotub de carbon, dar  se  se modifică în același timp nanotuburile. Aceste modificări se reflectă prin: deschiderea unuia sau a ambelor capete ale nanotubului de carbon  sau reducerea lungimii acestuia (H. Hu, 2001) , (D.B. Mawhinney, 2000).  Nanotuburile de carbon sunt particule nanometrice de carbon, având structura grafitului, dar care conțin o cantitate substanțială de impurități. Caracterizarea NTC este necesară p entru a determina: cantitatea, calitatea, dar cel mai important motiv este determinarea caracteristicilor nanotuburilor de carbon din proba rezultată din procesul de sinteză. Sinteza nanotuburilor într-un mediu controlat la scară largă este încă dificil de realizat, deoarece există încă  probleme ce nu au rezolvare. Este esențial să se identifice toate calitățile pe care aceste tuburi le posedă,  pentru a putea investiga caracterizarea structurală a nanotuburilor de carbon.  În determinarea unei caracterizări complete a nanotuburilor, există câteva metode de cara cterizare, ce vor fi prezentate în continuare. 1.  Spectroscopie luminescentă   Nanotuburile de carbon cu perete simplu sun suntt în general de tip metalic sau semicondu semiconductor. ctor. În NTCPS te tip conductor, luminescența acestor tuburi se regăsește în interiorul canalelor. În multe dintre cazuri, cele două tipuri de NTCPS, de tip metalic și de tip semiconductor interaționează între ele, rezultând un semnal de fotoluminescență. În scopul de a observa fenomenul de fotoluminescență, fasciculele trebuie să fie separate în tuburi individuale. Unele tratamente pot fi folosite pentru a realiza această s eparare. Una dintre cele mai  populare tehnici este tratamentul prin ultrasonicație al NTC cu agenți activi de suprafață, în suspensie sau în apă, cum ar fi SDS (dodecil sulfat de sodiu) sau zeolitul. (J.S. Lauret, 2004), (J. Lefebvre, 2004). 2.  Spectr oscopie oscopie electronică cu raze X 

Această tehnică poate oferi informații referitoare la structura chimică a  NTC. Datele cele mai utilizate se referă la modificarea structurii pereților  NTC ca urmare a interacțiunii chimice cu compuși organici sau gaze de adsorbție. NTC au fost studiate prin Spectroscopie electronică cu raze X prin încorporarea azotului în NTC (R. Droppa, 2002). Deplasarea vârfului înainte și după modificare, din cauza caracterului polar al legăturii de azot - carbon, este o dovadă a încorporării azotului în structura NTC (Hammer, 2000). Această tehnică demonstrează de asemenea că materialul nanofibră  de carbon se aseamănă mai mult cu un oxid de carbon decât o variație a grafitului (C. Pham-Huu, 2002) 3.  Micr oscopie oscopie electronică de baleiaj - SEM, prin transmisie –  TEM  TEM Microscopia electronică de baleiaj (SEM) și microscopie electronică de transmisie (TEM) reprezintă două instrumente esențiale pentru caracterizarea oric ărui  nanomaterial; rezultatul fiind observarea directă a dimensiunii, formei și structurii materialului. Rezultatele acestor două metode se pot observa se pot observa în Figura 4.9 și Figura 4.10. Această metodă a fost utilizată pentru a studia NTCPM înainte și după tratament termic. Din acesta s-a observat o creștere semnificativă a coeficientului de absorbție de electroni. Această creștere poate fi explicată de un aranjament mai structurat al materialului peretelui nanotuburilor.

 

  TEM.   Figura 4.9. Microscopie electronică a NTCPS. A) SEM. B) TEM. 

Figura 4.10. Microscopie electronică electronică obținut în primul studiu al NTC (Iijima, (Iijima, 1991). Liniile paralele întunecate secțiune  transversală a fiecărui tub este tub  este ilustrată. corespund (0 0 2) imagini cu zăbrele din grafit. O secțiune  ilustrată. A) Tub format din cinci foi grafit, cu diametrul de 6,7 nm. B) Tub din două două foi, cu diametrul de 5,5 nm. C) Tub din șapte foi, cu diametrul de 6,5 nm (cel mai mic diametru tubular - 2.2 nm).

Există mai multe metode de caracterizare a nanotuburilor , în schimb aceste metode prezintă diferite  provocări. În general, impedimentele impedimentele tehnicilor de caracterizare sunt concluzionate astfel: a)   Nici o tehnică tehnică de carcterizare nu pprezintă rezintă capabilitatea de a oferi o descriere descriere completă a unei probe de NTC.  b)  Fiecare tehnică este limitată de concluziile ce pot fi extrase în urma utilizării fiecarei tehnici în  parte. c)  Metoda de preparare a probei precum și protocolul de măsurare pot avea un impact  semnificativ asupra caraterizării probei de nanotub de carbon.  d)  Este necesară o referință pentru ca măsurătorile să fie relevante.  e)  Este dificilă o comparație directă între metodele de caracterizare. 

Așadar  pentru  pentru o metodă corectă de caracterizare a NTC, ce poate fi utilizată drept referință referință este esențial ca toate tehnicile ce pot fi utilizate să ofere  posibilita  posibilitatea tea de a fi utilizate în mod complementar, nu doar individual.

 

5. Concluzii  Nanotehnologia este în prezent una dintre cele mai importante tendințe în domeniul științei, percepute ca fiind una dintre tehnologiile cheie ale acestui secol. A plicațiile sale iinclud nclud ddomenii omenii ccum um ssunt: unt: biotehnologia, industria farmaceutică, industria componentelor electronice, instrumente științifice, procese industriale de

fabricație, precum și introducerea de materiale în avans, etc. În acest ultim aspect, nanotehnologia include  producția de materiale revoluționare revoluționare de dimensiuni de 100 nm sau chiar mai mici. Nanotuburile de carbon fac parte din această categorie de materiale noi.  Nanotuburile de carbon au ajuns recent în atenția lumii, dar s-au realizat multe progrese de la descoperirea lor. Ele sunt definite nanostructuri unice care afișează proprietățile dorite ale oricărui alt material cun oscut. Tehnicile de producție actuale au evoluat, de asemenea, dar încă mai sunt necesare unele eforturi de durată  pentru a fi transforma aceste tehnici tehnici într-o variantă mai eficientă și mai rentabilă.  Metodele de pr oducție oducție includ abordări clasice, cum sunt: metoda de descărcare în arc electric, depunerea chimică din vapori și ablația  laser, dar și metode noi, care sunt încă în cercetare , cum sunt: mediile de energie, plasma si microgravitație solar ă. Aceste metode de producere și purificare  produc produc însă schimbări în tipurile, randamentul și suprafața structurală a NTC. Ca rezultat, pot exista modificări în proprietățile electrice și mecanice, precum și în structura reală a nanotuburilor de carbon. Prin urmare, forța principală a cercetării este în domeniul sintezei și purificării de nanotuburi de carbon într-un proces unic și eficient care are scopul de a conserva caracteristicile fascinante ale acestor nanotuburi.

Cu toate că nu sunt atât de multe tehnici disponibile pentru caracterizarea  NTC, cele mai utilizate tehnici utile pentru caracterizarea NTC sunt: spectroscopia de electronică cu raze X care permite determinarea funcționalității  NTC, NTC, dar și altele prezentate anterior. Caracteristici precum indice de chiralitate sau indice helicitate sunt obținuți prin micr oscopie oscopie electronică de transmisie (TEM). Spectroscopia în infraroșu este adesea utilizată pentru determinarea impurităților rămase prin sinteză sau molecule ce acoperă  suprafața  NTC. Cea mai puternică  tehnică în procesul de caracterizare a NTC este reprezentată de spectroscopia Raman. Această metodă nu necesită  pregătirea probei și duce la o analiză rapidă și nedistructivă. Mai mult decât atât, simulările spectrale Raman sunt realizate pe diferite geometrii ale nanotuburilor de carbon.  Nanotuburile de carbon sunt un adevărat exemplu al nanotehnologiei, diametrul acestora este de ordinul nanometrilor, iar molecule  pot fi manipulate chimic și fizic. Nanotuburile de carbon posedă proprietăți electronice, fizice și mecanice uimitoare, care conduc la forme incredibile de rezis tență și conductivitate chimică. Nanotuburile de carbon deschid opor tunități tunități către aplicații incredibile în domeniul fabricării de materiale, în electronică, în prelucrarea chimică și în gestionarea energiei.

 

Bibliografie Ayumu, Y. (2002). J. Phys. Chem. B, 106 (51), p. 13294.  Bello, F. (March 1953). "The Year of the Transistor". Fortune , pp. 128-133. C. Pham-Huu, N. K. (2002). Phys. Chem. Chem. Phys., 4, p. 512. Churchill, S. (2007, December). dailywireless.org. Retrieved from http://www.dailywireless.o http://www.daily wireless.org/2007/12 rg/2007/12/17/transist /17/transistor-birthday/ or-birthday/ Corporation, S. (n.d.). Retrieved from Sony Website: Corporation, https://www.sony.net/Fun/de https://www.s ony.net/Fun/design/history sign/history/product/1960/t /product/1960/tv8-301.htm v8-301.htmll Corporation, S. (2017). Retrieved from https://www.sony.net/Fun/design/history/product/1960/tv8301.html D.B. Mawhinney, V. N. (2000). Chem. Phys. Lett., 324 , p. 631. Daenen, M. (2003, February). The Wondrous World of Carbon Nanotubes, a review of current carbon nanotube technologies. Dillon, A. C. (1997). "Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes". Nature. 386 (6623):, 377 –379. Ebbesen, T. (1997). Carbon Nanotubes: Preparation and properties. p. p. 139. Farkas, E. (2002). Chem. Phys. Lett., 363, p. p. 111. Gaudin, S. (2007, December). Computer World . Retrieved from http://www.computerworld.co http://www.com puterworld.com/article/2538 m/article/2538123/com 123/computer-processo puter-processors/the-transisto rs/the-transistor--the-mostr--the-mostimportant-invention-of-theimportant-in vention-of-the-20th-century-.h 20th-century-.html?page=2 tml?page=2 H. Hu, P. B. (2001). Chem. Phys. Lett., 345 , p. p. 25. Hafner, J. (1998). Chem. Phys. Lett., 296, p. 195. Hammer, P. (2000). J. Vac. Sci. Technol., 18, p. 2277. Mater. Sci. Process., 72, p. p. 5. Harris, A. (2001). Appl. Phys. A: Mater. Chemistry Department of the University of Reading Reading. Retrieved Harris, P. (2003). A Carbon Nanotube Page, Chemistry

from http://www.personal.rdg.a http://www.personal.rdg.ac.uk/~scsharip c.uk/~scsharip/tubes.htm. /tubes.htm. [online] Available. Available. Hsu, T. (2002). MEMS and Microsystems: Design and Manufacture. Boston: McGraw-Hill. Iijima, S. (1991). Nature (London), 354 , 56. Iijima, S. (1998). Micro Electro Mechanical Systems. IEEE , p. 520. J. Lefebvre, J. F. (2004). Appl. Phys., A78, p. 1107. J.S. Lauret, C. V. (2004). Physica E, 21 , p. 1057. Journet, C. (1998). Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process., 67 (1), p. p.1. Kroto, H. (1985). Nature, 162. M. Paradise, T. G. (2008). Mater. Des., 28, p. p.1447. MacKenzie, K. (2009). Sep. Purif. Technol., 66, p. p. 209.

 

Niyogi, S. (2001). J. Am. Chem. Soc., 123 (4), p. p. 733. Peigney, A. (2004). Carbon, 42, p. 2807. Solids, 299– 302 302, p. 874. R. Droppa, P. H. (2002). J. Non-Cryst. Solids,

S. Iijima, T. I. (1993). Nature (London), 363, p. 603. Safa, S. (2010). "Investigating Hydrogen Storage Behavior of Carbon Nanotubes at Ambient Temperature and Above by Ion Beam Analysis". NANO. 5, 341 –347. Sinnot, S. (1999). Chem. Phys. Lett., 315, p. p. 25. Yildirim, T. (2000). Phys. Rev. B, 62, p. 19. Zhao, B. (2001). Chem. Phys. Lett., 345, p. p. 25.