в розташований уздовж нанотрубки) так і напівпровідниками (якщо шов навитими навскоси).
Малюнок 26 - Шов навскоси і вздовж нанотрубки, відповідно.
Ще одним унікальним властивістю нанотрубок є квантування електричного опору.
Класичне опір R залежить від розмірів і складу матеріалу резистора і знаходиться за формулою 13:
, (13)
де L - довжина, S - площа поперечного перерізу, - питомий опір матеріалу резистора.
Опір об'єктів квантового світу, таких як вуглецеві нанотрубки, не залежить ні від довжини, ні від матеріалу, з якого вони зроблені, а визначаються лише двома фундаментальними фізичними константами (e і h) формулою 14 [23]:
, (14)
де e - заряд електрона (1,6 * 10-19 Кл), h - постійна Планка (6,6 * 10-34 Дж * с). Таким чином, квант електричного опору незмінний і є однаковим для всіх резисторів квантового світу.
Незважаючи на наявність в квантовому провіднику опору, джоулево тепло не виділяється при проходженні струму. Така провідність називається балістичної. Випущені електрони не взаємодіють зі стінками нанотрубки. Втрата енергії відбувається тільки в місцях контакту. Цей феномен пояснюється корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Корпускулярно-хвильовий дуалізм - принцип, згідно з яким будь-який об'єкт може проявляти і хвильові і корпускулярні властивості. Довжина хвилі об'єкта називається хвилею де Бройля і визначається за формулою 15
, (15)
де h - постійна Планка (6,6 * 10-34 Дж * с), p - імпульс об'єкта. При проходженні по нанопровідників діаметром кілька нанометрів, електрон проявляє хвильові властивості і проходить по вуглецевої нанотрубке так само як світло проходить по світловоду. Тим самим розсіювання джоулева тепла відбувається лише на місці з'єднання об'єктів квантового світу з об'єктами класичної фізики. Тому щільність струму в провіднику досягає колосального значення - 107 А/см2. Класичний провідник при таких значеннях миттєво б випарувався.
Вуглецеві нанотрубки можна отримати лазерним випаровуванням, вуглецевої дугою і хімічним осадженням парів [24].
1. Лазерне випаровування . Кварцова труба, яка містить газоподібний аргон і мішень з графіту, нагрівається до 1200 ° С. Всередині трубки, але за межами печі знаходиться охолоджуваний водою мідний колектор.
Малюнок 27 - Установка для отримання нанотрубок лазерним методом .
Графітова мішень містить невеликі кількості кобальту і нікелю, що виступають як каталітичних зародків освіти нанотрубок. При попаданні високоінтенсивного лазерного опромінення (Nd лазер, довжина хвилі 532 нм, енергія імпульсу 250 мДж, тривалість 10 нс) на мішень графіт випаровується. Потік аргону виносить атоми вуглецю з високотемпературної зони до охолоджуваного мідному колектору, на якому і відбувається утворення нанотрубок. Таким методом можна отримати трубки діаметром 10 - 20 нм і довжиною 100 мікрон. Недолік цього методу - мала продуктивність. Удосконалена методика дозволяє отримувати до 10 г матеріалу з вмістом до 50% багатостінних нанотрубок.
. Найбільш поширений спосіб отримання нанотрубок - ...
