Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
2025 рік Том 23, Випуск 3
Завантажити повну версію статті (PDF) Відкритий доступ

Н. А. КУРГАН, В. Л. КАРБІВСЬКИЙ, С. І. ШУЛИМА, В. О. МОСКАЛЮК та О. А. ПУЗЬКО

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Акад. Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Модифікування одностінних вуглецевих нанотрубок наночастинками CdTe з використанням мікрохвильового опромінення

653–665 (2025)

PACS numbers: 61.82.Rx, 68.37.Hk, 78.40.Ri, 78.67.Bf, 78.70.Gq, 79.60.Jv, 81.05.ub

Отримано 22 січня 2025 р.

Одностінні вуглецеві нанотрубки було зв'язано з наночастинками CdTe, покритими тіогліколевою кислотою, з утворенням гібридних наноструктур. Нові наногібриди було охарактеризовано з особливим акцентом на фізико-хемію перенесення електрона. Представлено спектроскопічні докази, що підтверджують часткове перенесення густини заряду з функціональних груп безпосередньо на вуглецеву нанотрубку. Оскільки нанотрубки забезпечують швидкий шлях транспортування носіїв заряду до електроди, проведені дослідження відкривають перспективи застосування таких наноструктур для створення інтерфейсів сенсорних систем.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: вуглецеві нанотрубки, наночастинки CdTe, мікрохвильове опромінення, гібридні наноструктури, перенесення заряду

Цитування:
N. A. Kurgan, V. L. Karbivs'kyy, S. I. Shulyma, V. O. Moskaliuk, and O. A. Puz'ko, Modification of Single-Walled Carbon Nanotubes with CdTe Nanoparticles Using Microwave Irradiation, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 23, No. 3: 653–665 (2025); https://doi.org/10.15407/nnn.23.03.0653
ЛІТЕРАТУРА
  1. Z. Shariatinia, Handbook of Carbon-Based Nanomaterials (Eds. S. Thomas, C. Sarathchandran, S. A. Ilangovan, and J. C. Moreno-Piraján) (Elsevier: 2021), Ch. 7, p. 321; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821996-6.00016-6
  2. M. N. Norizan, M. H. Moklis, S. Z. Ngah Demon, N. A. Halim, A. Samsuri, I. S. Mohamad, V. F. Knight, and N. Abdullah, RSC Adv., 10, No. 71: 43704 (2020); https://doi.org/10.1039/D0RA09438B
  3. V. Schroeder, S. Savagatrup, M. He, S. Lin, and T. M. Swager, Chem. Rev., 119, No. 1: 599 (2019); https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00340
  4. J. Wang, Electroanalysis, 17, No. 1: 7 (2005); https://doi.org/10.1002/elan.200403113
  5. M. Endo, T. Hayashi, K. Y. Ahm, M. Terrones, and M. S. Dresselhaus, Phil. Trans. R. Soc. A, 362, No. 1823: 2223 (2004); https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1437
  6. C. W. Tan, K. H. Tan, Y. T. Ong, A. R. Mohamed, S. H. S. Zein, and S. H. Tan, Environ. Chem. Lett., 10: 265 (2012); https://doi.org/10.1007/s10311-012-0356-4
  7. R. Shoukat and M. I. Khan, Microsystem Technologies, 27, No. 12: 4183 (2021); https://doi.org/10.1007/s00542-021-05211-6
  8. R. Stadler and M. Forshaw, Molecular Electronics, 3D Nanoelectronic Computer Architecture and Implementation (Eds. D. Crawley, K. Nikolic, and M. Forshaw) (Boca Raton: CRC Press: 2020), Ch. 5, p. 90; https://doi.org/10.1201/9780429150081
  9. M. Zhang, C. Du, Q. Huang, Z. Liao, Y. Deng, W. Huang, and X. Wang, Carbon Nanotube Transistors, Nanocarbon Electronics (Eds. Ch. Zhou, M. Zhang, and C. Yang) (New York: Jenny Stanford Publishing: 2020), Ch. 4, p. 143; https://doi.org/10.1201/9781003043089
  10. S. Darwin, E. Fantin Irudaya Raj, M. Appadurai, and M. Chithambara Thanu, Energy Systems Design for Low-Power Computing (Eds. R. R. Gatti, Ch. Singh, P. Srividya, and S. Bhat) (Hershey, PA, USA: IGI Global Scientific Publishing: 2023), Ch. 5, p. 67; https://doi.org/10.4018/978-1-6684-4974-5.ch005
  11. V. Selamneni, N. Bokka, V. Adepu, and P. Sahatiya, Carbon Nanomaterials for Emerging Electronic Devices and Sensors. Carbon Nanomaterial Electronics: Devices and Applications (Eds. A. Hazra and R. Goswami) (Singapore: Springer Singapore: 2021), p. 215; https://doi.org/10.1007/978-981-16-1052-3_10
  12. S. Mallakpour and E. Khadem, Chemical Engineering Journal, 302: 344 (2016); https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.05.038
  13. L. K. Sarpong, M. Bredol, M. Schönhoff, A. Wegrzynowicz, K. Jenewein, and H. Uphoff, Optical Materials, 86: 398 (2018); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.10.039
  14. C. Soldano, Progress in Materials Science, 69: 183 (2015); https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2014.11.001
  15. D. Aasen, M. P. Clark, and D. G. Ivey, J. Electrochem. Soc., 167, No. 4: 040503 (2020); https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab7094
  16. K. Yadav, N. Khan, and M. Jha, Surface Modified Carbon Nanotubes. Vol. 2: Industrial Applications (Eds. J. Aslam, Ch. M. Hussain, and R. Aslam) (American Chemical Society: 2022), 1425, Ch. 5, p. 101; https://doi.org/10.1021/bk-2022-1425.ch005
  17. J. Chen and G. Lu, Carbon Nanotube-Nanoparticle Hybrid Structures. Carbon Nanotubes (Eds. J. M. Marulanda) (London: IntechOpen: 2010), Ch. 31; https://doi.org/10.5772/39446
  18. X. Li, Y. Jia, and A. Cao, ACS Nano, 4, No. 1: 506 (2010); https://doi.org/10.1021/nn901757s
  19. N. K. Mehra and N. K. Jain, Journal of Drug Targeting, 24, No. 4: 294 (2016); https://doi.org/10.3109/1061186X.2015.1055571
  20. C. Baslak, M. D. Kars, M. Karaman, M. Kus, Y. Cengeloglu, and M. Ersoz, Journal of Luminescence, 160: 9 (2015); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2014.11.030
  21. L. Wang, H. Liu, R. M. Konik, J. A. Misewich, and S. S. Wong, Chemical Society Reviews, 42, No. 20: 8134 (2013); https://doi.org/10.1039/c3cs60088b
  22. A. Hirsch and O. Vostrowsky, Functionalization of Carbon Nanotubes. Functional Molecular Nanostructures. Topics in Current Chemistry. Vol. 245 (Ed. A. D. Schlüter) (Berlin–Heidelberg: Springer: 2005), Ch. 5, p. 193; https://doi.org/10.1007/b98169
  23. Y. P. Sun, K. Fu, Y. Lin, and W. Huang, Acc. Chem. Res., 35, No. 12: 1096 (2002); https://doi.org/10.1021/ar010160v
  24. P. W. Chiu, G. S. Duesberg, U. Dettlaff-Weglikowska, and S. Roth, Appl. Phys. Lett., 80, No. 20: 3811 (2002); https://doi.org/10.1063/1.1480487
  25. K. Balasubramanian and M. Burghard, Small, 1, No. 2: 180 (2005); https://doi.org/10.1002/smll.200400118
  26. K. Balasubramanian, M. Burghard, and K. Kern, Carbon Nanotubes: Electrochemical Modification, Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. Vol. 7 (Eds. J. A. Schwarz, S. E. Lyshevski, and C. I. Contescu) (New York: Dekker: 2014), p. 507.
  27. M. Musameh, N. S. Lawrence, and J. Wang, Electrochemistry Communications, 7, No. 1: 14 (2005); https://doi.org/10.1016/j.elecom.2004.10.007
  28. S. E. Kooi, U. Schlecht, M. Burghard, and K. Kern, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 41, No. 8: 1353 (2002); https://doi.org/10.1002/1521-3773(20020415)41:8<1353::aid-anie1353>3.0.co;2-i
  29. A. M. Díez-Pascual, Macromol., 1, No. 2: 64 (2021); https://doi.org/10.3390/macromol1020006
  30. N. Zydziak, C. Hübner, M. Bruns, and C. Barner-Kowollik, Macromolecules, 44, No. 9: 3374 (2011); https://doi.org/10.1021/ma200107z
  31. P. Eskandari, Z. Abousalman-Rezvani, H. Roghani-Mamaqani, and M. Salami-Kalajahi, Advances in Colloid and Interface Science, 294: 102471 (2021); https://doi.org/10.1016/j.cis.2021.102471
  32. S. S. Qureshi, V. Shah, S. Nizamuddin, N. M. Mubarak, R. R. Karri, M. H. Dehghani, and M. E. Rahman, Journal of Molecular Liquids, 356: 119045 (2022); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119045
  33. M. I. Hussein, S. S. Jehangir, I. J. Rajmohan, Y. Haik, T. Abdulrehman, Q. Clément, and N. Vukadinovic, Scientific Reports, 10, No. 1: 16013 (2020); https://doi.org/10.1038/s41598-020-72928-1
  34. E. L. Frankevich, Chemical Generation and Reception of Radio and Microwaves (New York: VCH Publishers: 1994).
  35. E. H. Hong, K.-H. Lee, S. H. Oh, and C.-G. Park, Adv. Funct. Mater., 13, No. 12: 961 (2003); https://doi.org/10.1002/adfm.200304396
  36. T. J. Imholt, C. A. Dyke, B. Hasslacher, J. M. Perez, D. W. Price, J. A. Roberts, J. B. Scott, A. Wadhawan, Z. Ye, and J. M. Tour, Chem. Mater., 15, No. 21: 3969 (2003); https://doi.org/10.1021/cm034530g
  37. T. M. Barnes, X. Wu, J. Zhou, A. Duda, J. van de Lagemaat, T. J. Coutts, C. L. Weeks, D. A. Britz, and P. Glatkowski, Appl. Phys. Lett., 90, No. 24: 243503 (2007); https://doi.org/10.1063/1.2748078
  38. M. Houshmand, M. H. Zandi, and N. E. Gorji, Superlattices and Microstructures, 88: 365 (2015); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2015.09.023
  39. D. M. Guldi, G. M. A. Rahman, V. Sgobba, N. A. Kotov, D. Bonifazi, and M. Prato, J. Am. Chem. Soc., 128, No. 7: 2315 (2006); https://doi.org/10.1021/ja0550733
  40. N. Gan, J. Zhou, P. Xiong, F. Hu, Y. Cao, T. Li, and Q. Jiang, Toxins, 5, No. 5: 865 (2013); https://doi.org/10.3390/toxins5050865
  41. B. Zebli, H. A. Vieyra, I. Carmeli, A. Hartschuh, J. P. Kotthaus, and A. W. Holleitner, Phys. Rev. B, 79, No. 20: 205402 (2009); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.205402
  42. S. Leubner, G. Katsukis, and D. M. Guldi, Faraday Discussions, 155: 253 (2012); https://doi.org/10.1039/c1fd00102g
  43. Y. Khalavka, B. Mingler, G. Friedbacher, G. Okrepka, L. Shcherbak, and O. Panchuk, Phys. Status Solidi A, 207: 370 (2010); https://doi.org/10.1002/pssa.200925260
  44. M. S. Raghuveer, S. Agrawal, N. Bishop, and G. Ramanath, Chemistry of Materials, 18, No. 6: 1390 (2006); https://doi.org/10.1021/cm051911g
  45. Y. Wang, Z. Iqbal, and S. Mitra, Carbon, 43, No. 5: 1015 (2005); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.11.036
  46. P. Potirak, W. Pecharapa, and W. Techitdheera, Journal of Experimental Nanoscience, 9, No. 1: 96 (2014); https://doi.org/10.1080/17458080.2013.820848
  47. G. Kaushik, M. Kumar, H. Wang, T. Matsuyama, and Y. Ando, J. Phys. Chem. C, 114, No. 11: 5107 (2010); https://doi.org/10.1021/jp911421a
  48. D. J. Borah, D. Saikia, A. Das, P. K. Saikia, and A. T. T. Mostako, Discov. Mater., 3, No. 4: 1 (2023); https://doi.org/10.1007/s43939-023-00041-x
  49. S. Kudera, L. Carbone, L. Manna, and W. J. Parak, Growth Mechanism, Shape and Composition Control of Semiconductor Nanocrystals. Semiconductor Nanocrystal Quantum Dots (Ed. A. L. Rogach) (Vienna: Springer: 2008), Ch. 1, p. 1; https://doi.org/10.1007/978-3-211-75237-1_1
  50. Y. C. Lin, W. Chou, A. S. Susha, S. V. Kershaw, and A. L. Rogach, Nanoscale, 5, No. 8: 3400 (2013); https://doi.org/10.1039/C3NR33928A
  51. P. Dagtepe, V. Chikan, J. Jasinski, and V. J. Leppert, J. Phys. Chem. C, 111, No. 41: 14977 (2007); https://doi.org/10.1021/jp072516b