1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия физическая
  4. T. 87, № 10, 2023

Известия РАН. Серия физическая, 2023, T. 87, № 10, стр. 1397-1403

Характеризация вертикально ориентированных углеродных нанотрубок методом силовой микроскопии пьезоотклика

М. В. Ильина 1, *, О. И. Соболева 2, М. Р. Полывянова 2, Д. И. Селиванова 2, С. А. Хубежов 2, 3, О. И. Ильин 2

1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Южный федеральный университет”, Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения
Таганрог, Россия

2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Южный федеральный университет”, Лаборатория технологии функциональных наноматериалов
Таганрог, Россия

3 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова”
Владикавказ, Россия

* E-mail: mailina@sfedu.ru

Поступила в редакцию 20.04.2023
После доработки 22.05.2023
Принята к публикации 28.06.2023

Аннотация

С использованием метода силовой микроскопии пьезоотклика охарактеризованы пьезоэлектрические свойства вертикально ориентированных углеродных нанотрубок и установлена их зависимость от концентрации легирующей примеси азота. Показано, что углеродные нанотрубки обладают преимущественно продольной поляризацией, что обусловлено направлением дипольного момента в бамбукообразных “перемычках” нанотрубок. Установлено, что уменьшение температуры роста от 690 до 645°С приводит к увеличению пьезоэлектрического модуля углеродных нанотрубок от 4.5 до 21.2 пм ⋅ В–1. Полученные результаты могут быть использованы при разработке энергоэффективных устройств нанопьезотроники.

Список литературы

  1. Wang Z.L. // Adv. Mater. 2012. V. 24. No. 34. P. 4632.

  2. Wang Z.L. // Adv. Mater. 2007. V. 19. No. 6. P. 889.

  3. Gao Y., Wang Z.L. // Nano Lett. 2007. V. 7. No. 8. P. 2499.

  4. Hu Y., Wang Z.L. // Nano Energy. 2014. V. 14. P. 3.

  5. Wang Z.L. // Nano Today. 2010. V. 5. No. 6. P. 540.

  6. He J. H., Hsin C. L., Liu J. et al. // Adv. Mater. 2007. V. 19. No. 6. P. 781.

  7. Mahapatra S. Das, Mohapatra P.C., Aria A.I. et al. // Adv. Sci. 2021. V. 8. No. 17. Art. No. 2100864.

  8. Choi I., Lee S.-J., Kim J.C. et al. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 511. Art. No. 145614.

  9. Wang X., Tian H., Xie W. et al. // NPG Asia Mater. 2015. V. 7. No. 1. Art. No. e154.

  10. da Cunha Rodrigues G., Zelenovskiy P., Romanyuk K. et al. // Nature Commun. 2015. V. 6. Art. No. 7572.

  11. Bistoni O., Barone P., Cappelluti E. et al. // 2D Mater. 2019. V. 6. No. 4. Art. No. 045015.

  12. Duggen L., Willatzen M., Wang Z.L. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 36. P. 20581.

  13. Chandratre S., Sharma P. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. No. 2. Art. No. 023114.

  14. Ong M.T., Reed E.J. // ACS Nano 2012. V. 6. No. 2. P. 1387.

  15. Il’ina M.V., Il’in O.I., Guryanov A.V. et al. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9. No. 18. P. 6014.

  16. Il’ina M., Il’in O., Osotova O. et al. // Carbon. 2022. V. 190. P. 348.

  17. Il’ina M.V., Osotova O.I., Rudyk N.N. et al. // Diam. Relat. Mater. 2022. V. 126. Art. No. 109069.

  18. Il’ina M.V., Soboleva O.I., Rudyk N.N. et al. // J. Adv. Dielectr. 2022. Art. No. 2241001.

  19. Il’ina M.V., Il’in O.I., Smirnov V.A. et al. Atomic-force microscopy and its applications. IntechOpen, 2019. P. 49.

  20. Агеев О.А., Ильин О.И., Коломийцев А.С. и др. // Нано-микросист. техн. 2012. № 3. С. 9.

  21. Il’ina M. V., Il’in O.I., Rudyk N.N. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. No. 11. Art. No. 2912.

  22. Il’in O.I., Il’ina M.V., Rudyk N.N. et al. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2018. V. 9. No. 1. P. 92.

  23. Neumayer S.M., Saremi S., Martin L.W. et al. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. No. 17. Art. No. 171105.

  24. Il’in O.I., Rudyk N.N., Fedotov A.A. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. No. 3. Art. No. 554.

  25. Louchev O.A. // Phys. Stat. Sol. Appl. Res. 2002. V. 193. No. 3. P. 585.

  26. Lee W.J., Maiti U.N., Lee J.M. et al. // Chem. Commun. 2014. V. 50. No. 52. P. 6818.

  27. Yamada Y., Kim J., Matsuo S., Sato S. // Carbon. 2014. V. 70. P. 59.

  28. Inagaki M., Toyoda M., Soneda Y., Morishita T. // Carbon. 2018. V. 132. P. 104.

  29. Arenal R., Henrard L., Roiban L. et al. // Nano Lett. 2014. V. 14. No. 10. P. 5509.

  30. Kundalwal S.I., Meguid S.A., Weng G.J. // Carbon. 2017. V. 117. P. 462.

  31. Ильина М. В., Ильин О. И., Осотова О. И. и др. // Росс. нанотехнол. 2021. Т. 16. № 6. С. 857. Il’ina M.V., Il’in O.I., Osotova O.I. et al. // Nanobiotechnol. Rep. 2021. V. 16. No. 6. P. 821.

  32. Il’ina M.V., Il’in O.I., Osotova O.I. et al. // Diam. Relat. Mater. 2022. V. 123. Art. No. 108858.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия физическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал