碳纳米管成核机理洞察：催化剂界面台阶流主导的帽状结构形成
材料科学
2014-08-12 v2
摘要
为了满足对具有理想特性的碳纳米管 (CNTs) 日益增长的需求，必须理解其结构手性的起源。在此，我们通过原位显微技术证明，碳纳米管的成核始于碳帽的形成。成核开始于在镍催化剂表面相对台阶边缘之间形成的石墨烯胚芽。随着台阶边缘沿表面迁移，胚芽逐渐长大，当台阶流过相邻晶面的边缘时，形成弯曲的碳帽。台阶进一步远离附有碳帽边缘的催化剂尖端运动，从而生成纳米管壁。密度泛函理论 (Density Functional Theory) 计算为该过程提供了更深入的见解，表明台阶流是通过台阶边缘附着 - 脱离机制进行的镍原子表面自扩散发生的。鉴于帽状结构在纳米管生长涉及的一系列阶段中首先形成，我们推测它决定了纳米管的手性。因此，催化剂晶面的角度分布可作为一种新参数，用于控制帽的曲率，进而可能控制纳米管的手性。
引用
@article{arxiv.1405.1748,
title = {Insights into carbon nanotube nucleation: Cap formation governed by catalyst interfacial step flow},
author = {Rahul Rao and Renu Sharma and Frank Abild-Pedersen and Jens K. Nørskov and Avetik R. Harutyunyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1748},
year = {2014}
}
备注
4 figures