Dvoustěnné uhlíkové nanotrubice pro elektro-optické aplikace

Uhlíkové nanotrubice jsou allotropické modifikace uhlíku, lze je považovat za rozvinuté fullereny. Trubice lze vypěstovat jako jednostěnné (SWCNT – Single-Walled Carbon NanoTubes) nebo vícestěnné (MWCNT – Multi-Walled Carbon NanoTubes). Vícestěnné trubice můžeme popsat jako soustavu několika trubic s různým průměrem vložených do sebe.

Uhlíkové nanotrubice se jeví jako velmi perspektivní materiál v mnoha oblastech, hlavně v elektronice.[1] Bylo dokonce zjištěno, že se nacházejí i v damascénské oceli.[2]

Jednou z možností, jak se dívat na nanotrubice je sbalená grafenové monovrstva, čím je průměr trubice menší, tím víc musíme monovrstvu deformovat. Bylo zjištěno, že míra deformace je úměrná velikosti tzv. flexoelektrického napětí, které trubice vykazuje.[3,4]

Zajímavý efekt nastane, pokud pozorujeme dvoustěnnou nanotrubici, můžeme se na ni dívat jako na matrjošku.[5] Vnitřní trubice je ale ovlivněna napětím generovaným vnější trubicí, které změní energetické úrovně jednotlivých kvantových hladin. To se ukázalo, jako velmi důležité pro konstrukci solárních článků, protože při absorpci fotonu dojde k přeskoku elektronu z nejvyšší zaplněné hladiny na nejnižší volnou hladiny ve vodivostním pásu.

U dvoustěnných trubic může dojít k tomu, že vzniklý kladný a záporný pól budou lokalizovány každý na jiné nanotrubici, čímž dojde ke vzniku elektrického proudu.

Výpočty ukazují, že bude možné připravit nanotrubice schopné generovat napětí až tři volty, v plánu jsou i pokusy s jinými systémy, např. BN, MoS2 nebo různě substituovanými uhlíkovými nanotrubicemi.

Odkazy

  1. Carbon Nanotube Applications and Uses
  2. Damascus blacksmiths had made steel blades with carbon nanotubes long before they were scientifically discovered
  3. Double-walled nanotubes have electro-optical advantages
  4. Flexoelectricity and charge separation in carbon nanotubes
  5. Matrjoška

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..