Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

В. Е. Панарин, Н. Е. Свавильный, А. И. Фаустова
«Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита »
0331–0343 (2009)

PACS numbers: 61.46.Fg, 61.46.Np, 61.48.De, 81.05.U-, 81.05.ub, 81.07.De, 81.16.Hc

Предлагаются механизмы образования одностенных и многостенных углеродных нанотрубок в дуговом разряде. Отличительной особенностью механизма образования одностенных трубок на основе разряда с допированием электродов катализаторами является сценарий, по которому главную роль выполняют наночастицы углерода, покидающие анод. В плазме дугового разряда вылетевшие из анода наночастицы находятся в свободном полете, пока не попадут на катод. При этом они являются фактически изолированными телами, на которые осаждаются атомы, ионы и более сложные комплексы. В результате процессов конденсации атомов, комплексов, а также рекомбинации ионов на поверхности свободно летящих наночастиц последние становятся многокомпонентными (углерод–катализаторы) и нагреваются до высоких температур. При попадании в более холодные области плазмы во время своего дрейфа через плазму к коллектору (холодному или нагретому) они охлаждаются; при этом на гранях кристаллизующегося катализатора выделяется структурированный углерод в виде одностенной нанотрубки (или связок нанотрубок). Многостенные трубки, вероятнее всего, образуются в результате отжига непосредственно в депозите, где есть подходящая температура для модифицированных наночастиц углерода, прилетающих на катод из разрядного промежутка. Дуговой разряд в этом случае является лишь генератором наночастиц с начальной структурой, подходящей для такого отжига.