Nanotubos de carbono:

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Nanotubos de carbono . Introdução .
Produção . Arco catódico (MWNT, com catalisador
SWNT) . Ablação por laser (catalisador
SWNT) . Deposição Química na Fase Vapor
(catalisador MWNT e SWNT) . Pirólise
(MWNT) . Eletrólise (MWNT) . Purificação .
Propriedades . Potenciais Aplicações
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Referências - M. Terrones, Ann. Rev.
Mater. Res. 33 (2003) 419 - MRS
Bulletin de abril de 2004
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SWNT depositado por CVD
Exposição a He ? remoção do O do ambiente Pulso
de acetileno (5 s) 1000oC Exposição a He ?
esfriamento
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Análise do substrato por AES a) 10 minutos e b)
5 segundos
Análise do substrato por Raman b) 10 minutos e
a) 5 segundos
5
Raman em materiais à base de carbono
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• 100/500 K?
• APL 84 (04) 271

7
Fe
8
(No Transcript)
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Fluxo horizontal
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20 Kg de SWNT/ano
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Processos em escala industrial . Carbon
Nanotechnologies Inc. (Houston, TX) HiPCo?
(High pressure carbon oxide) Floating catalyst
method Alta pressão 30-100 atmosferas Alta
temperatura 1050 oC Reação na fase gasosa usando
Fe(Co)5 como catalisador e CO. SWNT ? 450 mg/horas
O valor ótimo da pressão é 50 atmosferas de CO ?
processo limitado por reações superficiais
Nanopartículas de Fe
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(No Transcript)
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(No Transcript)
14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
Fe
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Propriedades mecânicas

• Módulo de Young
• - 1-1.8 TPa (diamante 1TPa, fibras de carbono
  0.8 TPa) e depende do método de produção
• - Defeitos reduzem o módulo de Young em até uma
  ordem de grandeza
• - descarga em arco gt pirolítico
• Medidas com AFM e TEM.

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Propriedades mecânicas
Nanoindentador
19
(No Transcript)
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Tribologia
R. Superfine et al., Nature 397 (1999) 236
21
(No Transcript)
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a1
23
Propriedades elétricas
semicondutores
metálicos
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Propriedades elétricas
?
Estados ocupados

• Relações de dispersão para três tipos de
  nanotubos
• (5,5) armchair b) (9,0) zigzag
  c) (10,0) zigzag
• A energia do gap 1/d, onde d é o diâmetro do
  tubo.

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Propriedades elétricas
Densidade de estados para nanotubos armchair
(8,8) (9,9) (10,10) (11,11). A densidade de
estados é não nula a E0
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Nanotubos
Densidade de corrente 107 - 109 A/cm2 três ordens de grandeza maior que no cobre
Condutividade Térmica 1750-5800 WmK comparável a do diamante
Young Modulus 1 1.2 TPa, superior a do diamante
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Propriedades elétricas
Espectros Raman para SWNT obtidos a diferentes
energias de excitação. De cima para baixo temos
0.94 eV, 1.17, 1.58, 1.92 e 2.41 eV.
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Propriedades elétricas

C. Lieber et. al. Nature 391 (1998) 62
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Propriedades elétricas
Condutância normalizada (V/I) (dI/dV) e curva I-V
(inset) medida nos pontos indicados nas imagesn
de STM
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Propriedades elétricas
Imagem de nanotubo semicondutor isolado em uma
superfície de Au, condutância, e gap de energia
em função do diâmetro do tubo.
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Propriedades elétricas
Teoria
Dados STM
R.E. Smaley et al. Nature 391 (1998) 59