Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Kompressionszellen zur Untersuchung der plastischen Verformung einzelner Nanokristalle

• Antragsteller: Professor Dr. Florian Banhart
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 43700462

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Metallische Nanokristalle, die in Kontakt mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind, zeigen eine Vielzahl von Phänomenen, wenn sie intensiver Elektronenbestrahlung ausgesetzt werden. Im Rahmen dieses Projekts wurde gezeigt, daß diese Komposite durch Bestrahlung in stabile, kovalent gebundene Kontakte zwischen Metallkristallen und Nanoröhrchen umgewandelt werden können. Diese Kontakte haben ein hohes Potential für technische Anwendungen in der Nanoelektronik und Nanomechanik, wie Messungen der elektrischen Leitfähigkeit und der mechanischen Bruchfestigkeit ergaben. Eine spezielle Formgebung von Metallkristallen ist mit einem fokussierten Elektronenstrahl möglich und konnte dazu benützt werden, das Wachstum von einschaligen Kohlenstoff-Nanoröhrchen aus mit Kohlenstoff übersättigten Metallspitzen sichtbar zu machen und zu untersuchen. Wichtige Informationen über die Rolle von Metallen beim Wachstum von Nanoröhrchen konnten so gewonnen werden. Schließlich wurde ein extrem fokussierter Elektronenstrahl dazu verwendet, einzelne Punktdefekte in Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu erzeugen und das Verhalten der Röhrchen beim Voriiegen von Defekten zu untersuchen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• "Cobalt nanoparticle-assisted engineering of multi-wall carbon nanotubes" ACS Nano
  M. Wang, Y. Bando, J.A. Rodriguez-Manzo, F. Banhart and D. Golberg
  
• "Covalent Heterojunctions Between Metals and Carbon Nanotubes as Ultimate Nano-Contacts", Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 106. 4591-4595 (2009)
  J. A. Rodriguez-Manzo, F. Banhart, M. Terrones, H. Terrones, N. Grobert, P.M. Ajayan, B.G. Sumpter, V. Meunier, M. Wang, Y. Bando and D. Golberg
  
• "Growth of single-wall carbon nanotubes from sharp metal tips" Small
  J.A. Rodriguez-Manzo, I.M. Janowska, C. Pham-Huu, A. Tolvanen, A.V. Krasheninnikov, K.H. Nordlund and F. Banhart
  
• "Interactions between metals and carbon nanotubes: at the interface between old and new materials" Nanoscale
  F. Banhart
  
• "Multi-branched junctions of carbon nanotubes via cobalt particles" Advanced Materials
  J.A. Rodriguez-Manzo, M. Wang, F. Banhart, Y. Bando and D. Golberg
  
• "The creation of individual vacancies in carbon nanotubes by using an electron beam of 1A diameter" Nano Letters 9, 2285-2289 (2009)
  J.A. Rodriguez-Manzo and F. Banhart