Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wstęp
13
niezależnezespołybadawcze[IijB,Bet].Średnicajednościennychnanorurekwę-
glowychwynosiod0,6nmdo1,8nm,aichdługośćdochodzitypowodokilku-
dziesięciumikrometrów.Nanorurkiwęglowemogąmiećcharaktermetalicznylub
półprzewodnikowy.Bardzodobrzeprzewodząciepło,mająbardzodużąodporność
nazginanieiwytrzymałośćnarozciąganie.Grafentootrzymywanaprzezrozwar-
stwianiegrafitu(kryształu3D)pojedynczawarstwaatomówwęgla(kryształ2D).
Maonunikalnewłaściwościelektryczne:dużąruchliwośćnośnikóworazdużą
wartośćśredniejdrogiswobodnejdlaelektronule(do300nmwtemperaturzepo-
kojowej).Zaprzełomoweeksperymentyzgrafenem[Nov]AndriejGejmoraz
KonstantinNovoselovw2010rokuotrzymaliNagrodęNoblawdziedziniefizyki.
Obecniefullerenyinanorurkiwęglowesąjużprodukowaneprzezprzemysłche-
micznym.in.wStanachZjednoczonych,FrancjiiNiemczech[Ark,Buc,Mer,
Bay].Fullerenysąwykorzystywaneprzedewszystkimdomagazynowaniawodoru
[Huc].Fullerenyinanorurkisąużywanewprzewodzącychnanokompozytach,
któreotrzymujesięprzezzmieszanieprzewodzącychfullerenówbądźnanorurekze
znaczniewiększyminieprzewodzącymicząstkamipolimeru[Ber,Spi].Nanorurki
węglowesąrównieżstosowanewpolimerachibetoniewcelupolepszeniawłaści-
wościmechanicznychicieplnychtychmateriałów.Nanorurkiwęgloweodkryto
wskładziestalidamasceńskiej,zktórejwykonanabyłaszablazXVIIwieku,cha-
rakteryzującasięnadzwyczajnymiwłaściwościamimechanicznymiiniezwykle
ostrymikrawędziamitnącymi[Rei].Wyjątkowewłaściwościmechanicznenanoru-
rekwykorzystanownanopęsecie[Lee],którejramionastanowiądwienanorurki
węgloweprzyciętedoodpowiedniejdługości.
Wkręguzainteresowańnanotechnologiisątakżeheterostruktury,wktórychpo-
wstajedwuwymiarowygazelektronowy(ang.2DEG-2dimensionalelectron
gas).Heterostrukturaumieszczonawniskiejtemperaturzeisilnympolumagne-
tycznymznalazłazastosowaniewmetrologiidobudowykwantowegowzorcare-
zystancji[Har].PodstawądziałaniawzorcajestkwantowyefektHalla[Kli],odkry-
typrzezKlausavonKlitzinga,zacootrzymałonw1985rokuNagrodęNobla
zfizyki.Przeprowadzonew2005i2007rokueksperymentypokazały,żekwanto-
wyefektHallamożnatakżeobserwowaćwgrafeniewniskiejtemperaturze[Zha]
iwtemperaturzepokojowej[Nov].
Dużenadziejesąwiązanezzastosowaniemnanostrukturwnanoelektronice.
W1998rokuporazpierwszyzostałyopisanebadanianadpracującymwtempera-
turzepokojowejtranzystorempolowym,skonstruowanymzwykorzystaniempoje-
dynczejpółprzewodnikowejnanorurkiwęglowej[Tans].Rokpóźniejzaprezento-
wanozłożonązdwóchelektrodizeznajdującejsiępomiędzyelektronamiwygiętej
jednościennejnanorurkiwęglowejdiodęzbarierąSchottky’ego[Zhe].W2001
rokuprzedstawionopierwszeukładylogicznewykorzystującetranzystoryznano-
rurkąwęglową[Bac].Dalszebadaniawykazały,żetranzystoryznanorurkąwę-
glowąmogąpracowaćwukładachwysokoczęstotliwościowych[Lis]orazjako
czujnikichemiczne[All,Bon].Zbudowanotakżetranzystory,wktórychdługość
kanałuzłożonegozpojedynczejnanorurkiwęglowejbyłamniejszaod20nm[Sei].
Od2007rokujesteśmyświadkamiogromnegopostępuwrozwojugrafenowych
