ренні польового транзистора на металевій нанотрубці використовуються ефекти тунельного переносу електронів через нанотрубку по окремих молекулярним орбиталям. Через кінцевої довжини нанотрубки її електронний спектр, строго кажучи, не безперервний, а дискретний, з відстанню між окремими рівнями ~ 1 меВ при довжині нанотрубки ~ 1 мкм (рис. 5.4.). Такий характер розщеплення рівнів, звичайно, не позначається на електропровідності нанотрубки, наприклад, при кімнатній температурі (0.025 еВ), але повністю визначає її електричні властивості при температурі нижче 1 К.
Малюнок 5.4 - Схема переносу електронів за участю одного дискретного рівня в польовому транзисторі на металевій нанотрубці (а) і залежність провідності в ланцюзі від потенціалу затвора (б)
Провідність металевої нанотрубки в таких умовах обумовлена ??тим, що електрони перескакують (туннелируют) з верхнього заповненого рівня катода на який проводить дискретний рівень нанотрубки, а потім з нанотрубки на нижній незаповнений рівень анода. У межах нанотрубки тунелювання електрона відбувається дуже легко (практично без розсіювання і без втрат енергії) за рахунок p-електронних станів, делокалізованних на всю довжину нанотрубки. Висока металева провідність в електричному ланцюзі можлива у випадку, якщо так само легко здійснюється перенесення електронів між нанотрубкою і електродами. В експерименті це досягається можливо більш точною підгонкою рівнів Фермі електродів до енергії проводить рівня нанотрубки. Включення зовнішнього електричного поля при подачі електричного потенціалу на третій електрод зміщує електронний рівень нанотрубки, і її опір зростає.
5.3 Дисплей
Дисплей - це перше, що ми бачимо, коли підходимо до комп'ютера/6 /. Виявилося, що вуглецеві нанотрубки можуть бути корисні також і для створення дисплеїв нового покоління.
Малюнок 5.5 - Схема дисплея, в якому використовується автоелектронна емісія з нанотрубок
Розглянемо вуглецеву нанотрубку, закріплену на катоді і орієнтовану в напрямку анода (рис. 5.5). Якщо на електроди подати напругу відповідної полярності, нанотрубка заряджається негативно, лінії електричного поля поблизу зарядженої нанотрубки викривляються і в околиці вістря нанотрубки напруженість поля стає величезною, причому тим більше, чим тонше нанотрубка. Таке локальне поле може виривати електрони з нанотрубки. Під дією зовнішнього поля летять електрони формуються в пучок. Цей ефект, званий автоелектронної емісією, крім дисплеїв, використовується для створення випрямлячів.
В обох випадках беруть два плоских електроди, один з яких покривають шаром з вуглецевих нанотрубок, орієнтованих перпендикулярно до другого. Якщо на електроди подається таку напругу, що нанотрубка заряджається негативно, з нанотрубки на другий електрод випромінюється пучок електронів: струм в системі йде. При іншій полярності нанотрубка заряджається позитивно, електронна емісія з неї неможлива і струм в системі не йде.
Щоб за допомогою автоелектронної емісії отримати зображення, на аноді закріплюють люмінофор. Електронний удар збуджує молекули люмінофора, які потім переходять в основний стан, випромінюючи фотони. Наприклад, при використанні в якості люмінофора сульфіду цинку з добавками міді та алюмінію спостерігається зелене свічення, а при додаванні срібла - синє. Червоний колір отримують за допомогою легованого европием оксиду ітрію.
Висновок
В ході даної курсової роботи були розглянуті фізичні властивості вуглецевих нанотрубок. Зокрема були вивчені механічні властивості: розглянуті основні види деформації і їх коефіцієнти, модуль Юнга складає близько ТПА, також нанотрубки характеризуються як дуже хороші провідники тепла, що дозволяє їх застосовувати як провідники тепла. Ще нанотрубки, можуть бути, використані як матеріал для напівпровідників з нанометровими розмірами. Що дають дуже велику область застосування. Але для використання в широких масштабах заважає, то що, досі, не вдалося придумати методи для управління хіральність нанотрубок.
Список використаної літератури
1. Єлецький А.В. Успіхи Фізичних Наук тому 167 № 9 (1997).
. Єлецький А.В. Успіхи Фізичних Наук тому 172 № 4 (2002).
. Єлецький А.В. Успіхи Фізичних Наук тому 174 № 11 (2004).
. Єлецький А.В. Успіхи Фізичних Наук тому 177 № 3 (2007).
. Єлецький А.В. Успіхи Фізичних Наук тому 179 № 3 (2009).
. Пул Ч., Оуенс Ф. Нанотехнології. М .: Техносфера 2009.
. Беленков Е.А, Іванівська В.В., Іванівський А.Л. Наноалмази ...
