Резюме.
В рамках вышеописанных исследований были разработаны новые методы получения и ускорения роста углеродных нанотрубок. Так для выращивания углеродных нанотрубок миллиметрового размера был предложен метод микроволнового плазменного химического парофазного осаждения, было отмечено, что скорость роста нанотрубок в присутствии кислорода в 2,5-3 раза выше, чем в присутствии воды (на основе исследования образцов сканирующим и просвечивающим электронными микроскопами).
Для выращивания же ультракоротких однослойныхУНТ было предложено использование оптического ближнеполевого эффекта (в присутствии лазера) в сочетании с химическми парофазным осаждением.
За счет применения ближнеполевого эффекта были изготовлены мостовые структуры, содержащие каналы на основе одиночной ОУНТ с помощью предложенного метода на низкотемпературной подложке.
Группой британских ученых были проведены исследования электромеханических свойств матриц из вертикально выравненных многостенных углеродных нанотрубок (УНТ) на структуре конденсатора с геометрией параллельных пластин. Для визуализации механического смещения были использованы оптический и сканирующий электронный микроскоп. Установлена хорошо воспроизводимая динамика смещений при напряженных менее величины напряжения, при котором под действием электростатических сил происходит смыкание пластин конденсатора (напряжение смыкания - pull-in voltage). Стенки вертикально ориентированных УНТ ведут себя как единая твердая структура. Была произведена оценка эффективного модуля Юнга на основе сравнения эмпирических данных и результатов электростатического моделирования при изменении емкости на величину более 20%, добротности Q в диапазоне 100-10 и частоты в диапазоне 0,2-1,5 ГТц.
Проект Дисплей на углеродных нанотрубках.
Рассмотрим углеродную нанотрубку, закрепленную на катоде и ориентированную в направлении анода. Если на электроды подать напряжение соответствующей полярности, нанотрубка заряжается отрицательно, линии электрического поля вблизи заряженной нанотрубки искривляются и в окрестности острия нанотрубки напряженность поля становится огромной, причем тем больше, чем тоньше нантрубка. Такое локальное поле может вырывать электроны из нанотрубки. Под действием внешнего поля летящие электроны формируются в пучок. Этот эффект, называется автоэлектронной эмиссией.
Если взять два плоских электрода, один из которых покрыть слоем из углеродных нанотрубок, ориентированных перпендикулярно ко второму и на электроды подать такое напряжение, что нанотрубка будет заряжаться отрицательно, то из нанотрубки на второй электрод будет излучается пучок электронов.
Чтобы с помощью автоэлектронной эмиссии получить изображение, на аноде закрепляют люминофор. Электронный удар возбуждает молекулы люминофора, которые затем переходят в основное состояние, излучая фотоны. Например, при использовании в качестве люминофора сульфида цинка с добавками меди и алюминия наблюдается зеленое свечение, а при добавлении серебра - синее. Красный цвет получают с помощью легированного европием оксида иттрия.
Выполненные таким образом цветные панели и дисплеи на углеродных нанотрубках могут обладать высокой механической прочностью, высокой яркостью вплоть до 8000 кд/м2, углом обзора до 160°, высоким быстродействием и возможностью непрерывной работы в течение многих тысяч часов.
