تاثير دماي محيطي بر قطر نانولوله هاي كربني در هنگام رشد به روش رسوب بخار شيميايي حسين اكبرپور ثاني

Effect of Environmental Temperature on Carbon Nanotube Diameter During Growth in Chemical Vapor Deposition

در اين مقاله يك مدل فيزيكي جديد براي توصيف وابستگي قطر نانولوله كربني و قطر نانو ذره كاتاليست به دما ارائه شده است. اين مدل با استفاده از بحث ميزان سطح محصور از نانو ذره داخل نانولوله بدست مي آيد كه به يك رابطه مناسب منجر خواهد شد. از اين رابطه نتايجي استخراج خواهد شد كه نشان مي دهد كه با افزايش دما قطر نانولوله افزايش پيدا مي كند كه اين افزايش به علت اين است كه ذره كاتاليست بزرگ شده و اتم كربن هايي كه هنگام رشد قرار است كه با نانولوله و كاتاليست پيوند بزنند با اتم هاي بيروني كاتاليست پيوند مي زنند كه باعث مي شود قطر نانولوله با افزايش دما در حين رشد افزايش يابد. در ضمن با بررسي وابستگي قطر نانولوله در حين رشد به نوع كاتاليست نشان داده مي شود كه با افزايش ضريب انبساط گرمايي نانو ذره كاتاليست، قطر نانولوله به ازاي هر تغيير دمايي كمتر خواهد شد.

In this paper, a new physical model is presented to describe the relation between carbon nanotube and catalytic nanoparticle diameter and environmental temperature. This relation is obtained by considering the rate of fenced surface of catalytic nanoparticle in nanotube, which leads to an appropriate formula. Obtained results of the formula show that the diameter of carbon nanotube is increased by increasing of temperature. This happens because catalyst particle has been grown, and carbon atoms which bond to catalyst during growth, will be bonded to the external catalyst atoms. So the nanotube diameter is increased. Furthermore, investigation of dependence of nanotubes diameter on catalyst type during growth shows that if thermal expansion coefficient of catalytic nanoparticle is decreased, the diameter of nanotube at each variation of temperature will be decreased.