Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках
Исследована температурная зависимость удельной электропроводности и полевая зависимость магнитосопротивления образцов многослойных каталитических углеродных нанотрубок с малым содержанием примеси аморфного углерода. Ниже температуры 20 К на температурных зависимостях проводимости нанотрубок наблюдал...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127744 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках / Е.Н. Ткачев, А.И. Романенко, О.Б. Аникеева, В.Л. Кузнецов, А.Н. Усольцева // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 364-368. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127744 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ткачев, Е.Н. Романенко, А.И. Аникеева, О.Б. Кузнецов, В.Л. Усольцева, А.Н. 2017-12-27T15:21:21Z 2017-12-27T15:21:21Z 2007 Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках / Е.Н. Ткачев, А.И. Романенко, О.Б. Аникеева, В.Л. Кузнецов, А.Н. Усольцева // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 364-368. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 73.63.–b https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127744 Исследована температурная зависимость удельной электропроводности и полевая зависимость магнитосопротивления образцов многослойных каталитических углеродных нанотрубок с малым содержанием примеси аморфного углерода. Ниже температуры 20 К на температурных зависимостях проводимости нанотрубок наблюдался вклад двумерных квантовых поправок к проводимости. При температуре 4,2 К обнаружено отрицательное магнитосопротивление на зависимостях ρ(B) в интервале полей 0–10 кГс, обусловленное доминированием вклада квантовых поправок к магнитосопротивлению для взаимодействующих электронов. Использование специальной методики синтеза позволило получить многослойные каталитические углеродные нанотрубки практически без примесей аморфного углерода, что дало возможность наблюдать эффекты электрон-электронного взаимодействия, которые были не заметны в ранее синтезированных таких нанотрубках. Досліджено температурну залежність електропровідності і польову залежність магнітоопору зразків багатошарових каталітичних вуглецевих нанотрубок з малим змістом домішки аморфного вуглецю. Нижче температури 20 К на температурних залежностях провідності нанотрубок спостерігався внесок двовимірних квантових виправлень до провідності. При температурі 4,2 К виявлено негативний магнітоопір на залежностях ρ(B) в інтервалі полів 0–10 кГс, який пов’язано з домінуванням внеску квантових виправлень до магнітоопору для взаємодіючих електронів. Використання спеціальної методики синтезу дозволило одержати багатошарові каталітичні вуглецеві нанотрубки практично без домішок аморфного вуглецю, що дозволило спостерігати ефекти електрон-електронної взаємодії, які були не помітні в раніше синтезованих таких нанотрубках. The temperature dependence of electrical conductivity, , and the field dependence of magnetic resistivity, , of catalytic multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) with a low content of amorphous carbon have been studied. Below 20 K the σ(T) dependences display a contribution of two dimensional quantum corrections. At T = 4,2 K the ρ(B) dependences exhibit a negative magnetoresistance due to the dominating contribution of quantum corrections to magnetoresistance for interacting electrons. A special method of synthetizing has made it possible to prepare MWNTs almost without any impurity of amorphous carbon. This permitted as to reveal the effects of electron–electron interaction not observed in the previous synthetized MWNTs. Работа выполнена при поддержке гранта Минобразования и науки РНП.2,1.1,1604, гранта президента РФ № НШ-4419,2006,3, гранта NATO SfP 981051 и гранта РФФИ 05–03–32901. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Новые электронные материалы и системы Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках Effects of electron–electron interaction in multi-walled carbon nanotubes Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| spellingShingle |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках Ткачев, Е.Н. Романенко, А.И. Аникеева, О.Б. Кузнецов, В.Л. Усольцева, А.Н. Новые электронные материалы и системы |
| title_short |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| title_full |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| title_fullStr |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| title_full_unstemmed |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| title_sort |
эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках |
| author |
Ткачев, Е.Н. Романенко, А.И. Аникеева, О.Б. Кузнецов, В.Л. Усольцева, А.Н. |
| author_facet |
Ткачев, Е.Н. Романенко, А.И. Аникеева, О.Б. Кузнецов, В.Л. Усольцева, А.Н. |
| topic |
Новые электронные материалы и системы |
| topic_facet |
Новые электронные материалы и системы |
| publishDate |
2007 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effects of electron–electron interaction in multi-walled carbon nanotubes |
| description |
Исследована температурная зависимость удельной электропроводности и полевая зависимость магнитосопротивления образцов многослойных каталитических углеродных нанотрубок с малым содержанием примеси аморфного углерода. Ниже температуры 20 К на температурных зависимостях проводимости нанотрубок наблюдался вклад двумерных квантовых
поправок к проводимости. При температуре 4,2 К обнаружено отрицательное магнитосопротивление на зависимостях ρ(B) в интервале полей 0–10 кГс, обусловленное доминированием вклада квантовых поправок к магнитосопротивлению для взаимодействующих электронов. Использование специальной методики синтеза позволило получить многослойные каталитические
углеродные нанотрубки практически без примесей аморфного углерода, что дало возможность
наблюдать эффекты электрон-электронного взаимодействия, которые были не заметны в ранее
синтезированных таких нанотрубках.
Досліджено температурну залежність електропровідності і польову залежність магнітоопору зразків багатошарових каталітичних вуглецевих нанотрубок з малим змістом домішки
аморфного вуглецю. Нижче температури 20 К на температурних залежностях провідності нанотрубок спостерігався внесок двовимірних квантових виправлень до провідності. При температурі 4,2 К виявлено негативний магнітоопір на залежностях ρ(B) в інтервалі полів 0–10 кГс,
який пов’язано з домінуванням внеску квантових виправлень до магнітоопору для взаємодіючих електронів. Використання спеціальної методики синтезу дозволило одержати багатошарові каталітичні вуглецеві нанотрубки практично без домішок аморфного вуглецю, що дозволило спостерігати ефекти електрон-електронної взаємодії, які були не помітні в раніше
синтезованих таких нанотрубках.
The temperature dependence of electrical
conductivity, , and the field dependence of
magnetic resistivity, , of catalytic multi-walled
carbon nanotubes (MWNTs) with a low content
of amorphous carbon have been studied. Below
20 K the σ(T) dependences display a contribution
of two dimensional quantum corrections. At
T = 4,2 K the ρ(B) dependences exhibit a negative
magnetoresistance due to the dominating
contribution of quantum corrections to magnetoresistance
for interacting electrons. A special method
of synthetizing has made it possible to prepare
MWNTs almost without any impurity of
amorphous carbon. This permitted as to reveal
the effects of electron–electron interaction not
observed in the previous synthetized MWNTs.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127744 |
| citation_txt |
Эффекты электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубках / Е.Н. Ткачев, А.И. Романенко, О.Б. Аникеева, В.Л. Кузнецов, А.Н. Усольцева // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 364-368. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT tkačeven éffektyélektronélektronnogovzaimodeistviâvmnogosloinyhuglerodnyhnanotrubkah AT romanenkoai éffektyélektronélektronnogovzaimodeistviâvmnogosloinyhuglerodnyhnanotrubkah AT anikeevaob éffektyélektronélektronnogovzaimodeistviâvmnogosloinyhuglerodnyhnanotrubkah AT kuznecovvl éffektyélektronélektronnogovzaimodeistviâvmnogosloinyhuglerodnyhnanotrubkah AT usolʹcevaan éffektyélektronélektronnogovzaimodeistviâvmnogosloinyhuglerodnyhnanotrubkah AT tkačeven effectsofelectronelectroninteractioninmultiwalledcarbonnanotubes AT romanenkoai effectsofelectronelectroninteractioninmultiwalledcarbonnanotubes AT anikeevaob effectsofelectronelectroninteractioninmultiwalledcarbonnanotubes AT kuznecovvl effectsofelectronelectroninteractioninmultiwalledcarbonnanotubes AT usolʹcevaan effectsofelectronelectroninteractioninmultiwalledcarbonnanotubes |
| first_indexed |
2025-11-26T11:46:17Z |
| last_indexed |
2025-11-26T11:46:17Z |
| _version_ |
1850619959148806144 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3, ñ. 364–368
Ýôôåêòû ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
â ìíîãîñëîéíûõ óãëåðîäíûõ íàíîòðóáêàõ
Å.Í. Òêà÷åâ, À.È. Ðîìàíåíêî, Î.Á. Àíèêååâà
Èíñòèòóò íåîðãàíè÷åñêîé õèìèè èì. À.Â. Íèêîëàåâà ÑÎ ÐÀÍ
ïðîñï. Àêàä. Ëàâðåíòüåâà, 3, ã. Íîâîñèáèðñê, 630090, Ðîññèÿ
Íîâîñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, óë. Ïèðîãîâà, 2, ã. Íîâîñèáèðñê, 630090, Ðîññèÿ
E-mail: b@ngs.ru
Â.Ë. Êóçíåöîâ, À.Í. Óñîëüöåâà
Èíñòèòóò êàòàëèçà èì. Ã.Ê. Áîðåñêîâà ÑÎ ÐÀÍ
ïðîñï. Àêàä. Ëàâðåíòüåâà, 5, ã. Íîâîñèáèðñê, 630090, Ðîññèÿ
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 7 ñåíòÿáðÿ 2006 ã.
Èññëåäîâàíà òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü óäåëüíîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè � è ïîëåâàÿ çàâèñè-
ìîñòü ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ � îáðàçöîâ ìíîãîñëîéíûõ êàòàëèòè÷åñêèõ óãëåðîäíûõ íàíîòðó-
áîê ñ ìàëûì ñîäåðæàíèåì ïðèìåñè àìîðôíîãî óãëåðîäà. Íèæå òåìïåðàòóðû 20 Ê íà òåìïåðà-
òóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ ïðîâîäèìîñòè íàíîòðóáîê íàáëþäàëñÿ âêëàä äâóìåðíûõ êâàíòîâûõ
ïîïðàâîê ê ïðîâîäèìîñòè. Ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê îáíàðóæåíî îòðèöàòåëüíîå ìàãíèòîñîïðîòèâ-
ëåíèå íà çàâèñèìîñòÿõ �(B) â èíòåðâàëå ïîëåé 0–10 êÃñ, îáóñëîâëåííîå äîìèíèðîâàíèåì âêëà-
äà êâàíòîâûõ ïîïðàâîê ê ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèþ äëÿ âçàèìîäåéñòâóþùèõ ýëåêòðîíîâ. Èñïîëü-
çîâàíèå ñïåöèàëüíîé ìåòîäèêè ñèíòåçà ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü ìíîãîñëîéíûå êàòàëèòè÷åñêèå
óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè ïðàêòè÷åñêè áåç ïðèìåñåé àìîðôíîãî óãëåðîäà, ÷òî äàëî âîçìîæíîñòü
íàáëþäàòü ýôôåêòû ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, êîòîðûå áûëè íå çàìåòíû â ðàíåå
ñèíòåçèðîâàííûõ òàêèõ íàíîòðóáêàõ.
Äîñë³äæåíî òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ � ³ ïîëüîâó çàëåæí³ñòü ìàãí³òî-
îïîðó � çðàçê³â áàãàòîøàðîâèõ êàòàë³òè÷íèõ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê ç ìàëèì çì³ñòîì äîì³øêè
àìîðôíîãî âóãëåöþ. Íèæ÷å òåìïåðàòóðè 20 Ê íà òåìïåðàòóðíèõ çàëåæíîñòÿõ ïðîâ³äíîñò³ íà-
íîòðóáîê ñïîñòåð³ãàâñÿ âíåñîê äâîâèì³ðíèõ êâàíòîâèõ âèïðàâëåíü äî ïðîâ³äíîñò³. Ïðè òåìïå-
ðàòóð³ 4,2 Ê âèÿâëåíî íåãàòèâíèé ìàãí³òîîï³ð íà çàëåæíîñòÿõ �(B) â ³íòåðâàë³ ïîë³â 0–10 êÃñ,
ÿêèé ïîâ’ÿçàíî ç äîì³íóâàííÿì âíåñêó êâàíòîâèõ âèïðàâëåíü äî ìàãí³òîîïîðó äëÿ âçàºìî-
ä³þ÷èõ åëåêòðîí³â. Âèêîðèñòàííÿ ñïåö³àëüíî¿ ìåòîäèêè ñèíòåçó äîçâîëèëî îäåðæàòè áàãàòîøà-
ðîâ³ êàòàë³òè÷í³ âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè ïðàêòè÷íî áåç äîì³øîê àìîðôíîãî âóãëåöþ, ùî äîçâî-
ëèëî ñïîñòåð³ãàòè åôåêòè åëåêòðîí-åëåêòðîííî¿ âçàºìî䳿, ÿê³ áóëè íå ïîì³òí³ â ðàí³øå
ñèíòåçîâàíèõ òàêèõ íàíîòðóáêàõ.
PACS: 73.63.–b Ýëåêòðîííûé ïåðåíîñ â íàíîìàñøòàáíûõ ìàòåðèàëàõ è ñòðóêòóðàõ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: íàíîòðóáêè, ïðîâîäèìîñòü, êâàíòîâûå ïîïðàâêè.
Ââåäåíèå
 ïîñëåäíåå âðåìÿ íàáëþäàåòñÿ ïîâûøåííûé èí-
òåðåñ ê èññëåäîâàíèÿì, íàïðàâëåííûì íà ïîëó÷å-
íèå, òåîðåòè÷åñêîå è ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçó÷åíèå
ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê è îïðåäåëåíèå
ïóòåé íàèáîëåå ýôôåêòèâíîãî ïðàêòè÷åñêîãî èñ-
ïîëüçîâàíèÿ óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê. Ýòîò èíòåðåñ
îáóñëîâëåí, ñ îäíîé ñòîðîíû, ôóíäàìåíòàëüíûìè
èññëåäîâàíèÿìè, à ñ äðóãîé, — øèðîêèìè ïåðñïåê-
òèâàìè ïðèêëàäíîãî èñïîëüçîâàíèÿ òàêèõ îáúåêòîâ.
Óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè — ýòî ïðîòÿæåííûå öèëèí-
äðè÷åñêèå ñòðóêòóðû, äèàìåòðîì îò äåñÿòêîâ äî òû-
ñÿ÷ àíãñòðåì è äëèíîé äî íåñêîëüêèõ ìèêðîí, ñî-
© Å.Í. Òêà÷åâ, À.È. Ðîìàíåíêî, Î.Á. Àíèêååâà, Â.Ë. Êóçíåöîâ, À.Í. Óñîëüöåâà, 2007
ñòîÿùèå èç îäíîãî èëè íåñêîëüêèõ ñâåðíóòûõ â
òðóáêó ãðàôåíîâûõ ñëîåâ.
Íåêîòîðûå âîçìîæíûå ïðèìåíåíèÿ, òàêèå êàê
ïîëåâàÿ ýìèññèÿ, ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèé ïðèâîä,
õðàíèëèùå ãàçîâ è íàíîýëåêòðîííûå óñòðîéñòâà,
ìîãóò áûòü ðåàëèçîâàíû íà îñíîâå îñîáûõ ýëåêòðîí-
íûõ è ñòðóêòóðíûõ ñâîéñòâ íàíîòðóáîê [1–3]. Íà-
ðÿäó ñ ýìèññèîííûìè, êàïèëëÿðíûìè è ìåõàíè÷å-
ñêèìè ñâîéñòâàìè òàêèõ îáúåêòîâ, áîëüøîé èíòåðåñ
äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïðåäñòàâëÿþò ÿâëåíèÿ ïåðåíîñà
çàðÿäà â íàíîòðóáêàõ ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ,
÷åìó, â ÷àñòíîñòè, è ïîñâÿùåíà äàííàÿ ðàáîòà, öåëü
êîòîðîé — èññëåäîâàíèå òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìî-
ñòè ýëåêòðîïðîâîäíîñòè �(T) â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð 4,2–300 Ê è ìàãíèòîïîëåâîé çàâèñèìîñòè ìàã-
íèòîñîïðîòèâëåíèÿ �(B) â èíòåðâàëå ìàãíèòíûõ
ïîëåé äî 10 êÃñ. Èññëåäóåìûå îáðàçöû ïðåäñòàâëÿ-
ëè ñîáîé ïîðîøîê êàòàëèòè÷åñêèõ ìíîãîñëîéíûõ
óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê (MWNTs). Èñïîëüçîâàíèå
ñïåöèàëüíîé ìåòîäèêè ñèíòåçà âïåðâûå ïîçâîëèëî
ïîëó÷èòü òàêèå íàíîòðóáêè ïðàêòè÷åñêè áåç ïðèìå-
ñåé àìîðôíîãî óãëåðîäà. Êðîìå òîãî, ïðîâåäåíà
î÷èñòêà îáðàçöîâ îò ïðèìåñè êàòàëèçàòîðà.
Îáðàçöû è ìåòîäèêà èçìåðåíèé
Äëÿ ñèíòåçà MWNTs èñïîëüçîâàí ìåòîä òåð-
ìîõèìè÷åñêîãî ðàçëîæåíèÿ óãëåðîäîñîäåðæàùèõ
ñîåäèíåíèé íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëè÷åñêîãî êàòàëè-
çàòîðà. Îáðàçöû ìíîãîñëîéíûõ óãëåðîäíûõ íàíî-
òðóáîê ñèíòåçèðîâàíû ïóòåì êàòàëèòè÷åñêîãî ðàçëî-
æåíèÿ àöåòèëåíà íà FeCo-êàòàëèçàòîðå, íàíåñåííîì
íà CaCO3 (ñ ñîäåðæàíèåì ìåòàëëà 5 âåñîâûõ %)
ïðè 950 Ê. Ñèíòåç ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì àð-
ãîíà èëè àçîòà â êà÷åñòâå ãàçà-íîñèòåëÿ, ñîîòíî-
øåíèå àöåòèëåí/ãàç-íîñèòåëü ñîñòàâëÿëî 4 îá.%.
Îáðàçöû MWNTs, ñèíòåçèðîâàííûå â àòìîñôåðå
àçîòà, èìåþò áîëüøå äåôåêòîâ, ÷åì ñèíòåçèðîâàí-
íûå â àòìîñôåðå àðãîíà.
Îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü äàííîé ìåòîäèêè
ñèíòåçà — íàëè÷èå â ðåàêöèîííîé ñðåäå îêèñëè-
òåëüíîãî ãàçà CO2, âûäåëÿþùåãîñÿ ïðè ðàçëîæåíèè
íîñèòåëÿ (CaCO3). Ãàç ÑÎ2 ïðè äàííîé ðåàêöèîí-
íîé òåìïåðàòóðå ðåàãèðóåò ñ àìîðôíûì óãëåðîäîì,
ñæèãàåò åãî è íå âçàèìîäåéñòâóåò ñ íàíîòðóáêàìè
[4], ÷òî ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü îáðàçöû íàíîòðóáîê ñ
ìèíèìàëüíûì ñîäåðæàíèåì ïðèìåñè àìîðôíîãî óã-
ëåðîäà. Ïîñëå ñèíòåçà ìåòàëëè÷åñêèé êàòàëèçàòîð
áûë óäàëåí èç îáðàçöà ïóòåì ðàñòâîðåíèÿ â 10 %
àçîòíîé êèñëîòå ñ ïîñëåäóþùèì ôèëüòðîâàíèåì è
ñóøêîé îáðàçöîâ íà âîçäóõå. Ñèíòåçèðîâàííûå îá-
ðàçöû ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïîðîøîê. Äëÿ èññëåäîâà-
íèÿ ñòðóêòóðû ïîëó÷åííûõ MWNTs èñïîëüçîâàí
ìåòîä ïðîñâå÷èâàþùåé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè.
Ñîãëàñíî äàííûì ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè è
óñëîâèÿì ñèíòåçà, ïîëó÷åííûå MWNTs îáëàäàþò
õîðîøåé îäíîðîäíîñòüþ è ïî÷òè íå ñîäåðæàò ïðè-
ìåñè àìîðôíîãî Ñ, â îòëè÷èå îò MWNTs, ñèíòåçè-
ðîâàííûõ ðàíåå. Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíà ôîòîãðàôèÿ
ìíîãîñëîéíîé óãëåðîäíîé íàíîòðóáêè, âûðàùåííîé
â àòìîñôåðå àðãîíà. Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíû îáçîð-
Ýôôåêòû ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â íàíîòðóáêàõ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3 365
Ðèñ. 1. Ôîòîãðàôèÿ àðãîííîé ìíîãîñëîéíîé óãëåðîäíîé
íàíîòðóáêè, ïîëó÷åííàÿ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîãî ïðî-
ñâå÷èâàþùåãî ìèêðîñêîïà, d � 20 íì, � 25 ñëîåâ.
Ðèñ. 2. Ôîòîãðàôèè îáúåìíûõ îáðàçöîâ àðãîííûõ (à) è
àçîòíûõ (á) MWNTs, ïîëó÷åííûå ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîí-
íîãî ïðîñâå÷èâàþùåãî ìèêðîñêîïà.
à
á
íûå ôîòîãðàôèè îáúåìíûõ îáðàçöîâ MWNTs, ñèí-
òåçèðîâàííûõ â àòìîñôåðå àðãîíà è àçîòà. Òåìíûå
ïÿòíà íà ðèñ. 2,á ñîîòâåòñòâóþò ÷àñòèöàì êàòàëèçà-
òîðà.
Ðàíåå â óñëîâèÿõ äóãîâîãî ðàçðÿäà ñ ãðàôèòîâû-
ìè ýëåêòðîäàìè áûëè ñèíòåçèðîâàíû [5] è èññëåäî-
âàíû [6] ïó÷êè ýëåêòðîäóãîâûõ MWNTs. Ýòè îáú-
åìíûå îáðàçöû ñîäåðæàëè ïðèìåðíî 10% ïðèìåñè
àìîðôíîãî óãëåðîäà.
Äëÿ èçìåðåíèé êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs è òåðìè-
÷åñêîé ñàæè ïîðîøîê çàïðåññîâûâàëè â àìïóëó. Ê
àìïóëå ïðèæèìíûì ìåòîäîì ïîäâîäèëè êîíòàêòû
èç ñåðåáðÿíîé ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 0,1 ìì. Äëÿ èç-
ìåðåíèé ýëåêòðîäóãîâûõ MWNTs âûðåçàëè îáúåì-
íûå îáðàçöû è ðàçìåùàëè íà ïîäëîæêå èç Al2O3.
Êîíòàêòû ïîäâîäèëè çîëîòîé ïðîâîëîêîé òîëùèíîé
30 ìêì è êðåïèëè ê îáðàçöó ñ ïîìîùüþ ñåðåáðÿíîé
ïàñòû. Èçìåðåíèå òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ïðî-
âîäèìîñòè �(T) ïðîâîäèëè ïî ÷åòûðåõêîíòàêòíîé
ñõåìå â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 4,2–300 Ê. Èçìåðå-
íèå ìàãíèòîïîëåâîé çàâèñèìîñòè ìàãíèòîñîïðîòèâ-
ëåíèÿ �(B) ïðîâîäèëè ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê â ìàã-
íèòíûõ ïîëÿõ äî 10 êÃñ.
Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïðîâîäèìîñòè
Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü ýëåêòðîïðî-
âîäíîñòè îò òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
4,2–300 Ê äëÿ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs, ñïëîøíàÿ
ëèíèÿ – àïïðîêñèìàöèÿ ðåãóëÿðíîé ÷àñòè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûõ äàííûõ âûøå 50 Ê â ïðåäïîëîæåíèè åå
âûõîäà íà ïîñòîÿííîå çíà÷åíèå ïðè 4,2 Ê ïðè íèç-
êèõ òåìïåðàòóðàõ; òàêàÿ çàâèñèìîñòü ïðîâîäèìîñòè
õàðàêòåðíà äëÿ èäåàëüíîãî êâàçèäâóìåðíîãî ãðàôè-
òà. Âèä êðèâûõ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ïîäîáåí äëÿ
âñåõ òèïîâ ñèíòåçèðîâàííûõ îáðàçöîâ, à òàêæå îá-
ðàçöîâ, î÷èùåííûõ îò ïðèìåñè êàòàëèçàòîðà. Èç-
âåñòíî, ÷òî ýëåêòðîííàÿ ñòðóêòóðà MWNTs (áîëåå
20 ñëîåâ) ïîäîáíà ñòðóêòóðå äâóìåðíîãî ãðàôèòà
[7]. Ñëåäîâàòåëüíî, ÷òîáû íàéòè ïîïðàâêó ê ïðîâî-
äèìîñòè äëÿ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs, ìîæíî ñðàâ-
íèòü ïîëó÷åííóþ íàìè êðèâóþ ñ õàðàêòåðíîé òåì-
ïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ ïðîâîäèìîñòè ãðàôèòà.
Ðàçíîñòü ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ è àïïðîêñèìà-
öèè ðåãóëÿðíîé ÷àñòè è áóäåò èñêîìîé ïîïðàâêîé ê
ïðîâîäèìîñòè. Ïðîâîäèìîñòü èäåàëüíîãî êâàçèäâó-
ìåðíîãî ãðàôèòà îñòàåòñÿ ïî÷òè ïîñòîÿííîé ïðè
òåìïåðàòóðàõ íèæå 30 Ê. Ïðèâåäåì ïðîñòûå ðàññóæ-
äåíèÿ, ïîçâîëÿþùèå êà÷åñòâåííî îáúÿñíèòü òåìïå-
ðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü ïðîâîäèìîñòè ãðàôèòà ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ. Ïðè òåìïåðàòóðàõ T � 300 Ê
â áîëüøèíñòâå ìåòàëëîâ ýíåðãèÿ Ôåðìè EF >> kBT,
è ïîýòîìó êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé íà ìàñøòàáå
� kBT — ïîñòîÿííàÿ âåëè÷èíà. Äëÿ ãðàôèòà, êîòî-
ðûé ÿâëÿåòñÿ ïîëóìåòàëëîì (EF � kBT), êàðòèíà
èíàÿ. Ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå ïðîèñõîäèò ïåðå-
íîñ ýëåêòðîíîâ èç âàëåíòíîé çîíû â çîíó ïðîâîäè-
ìîñòè, â ðåçóëüòàòå ýòîãî êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé
çàðÿäà n ðàñòåò íà ìàñøòàáå � kBT (�n/n� kBT/EF,
ãäå �n – èçìåíåíèå êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé). Ñëå-
äîâàòåëüíî, ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû ïðîâîäè-
ìîñòü ðàñòåò ïî ôîðìóëå Äðóäå è ïàäàåò óäåëüíîå
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå èäåàëüíîãî êâàçèäâóìåðíî-
ãî ãðàôèòà, à ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, êîãäà
EF >> kBT, ïðîâîäèìîñòü îñòàåòñÿ ïî÷òè ïîñòî-
ÿííîé.
Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü ïîïðàâ-
êè ê ýëåêòðîïðîâîäíîñòè îò òåìïåðàòóðû â ëîãà-
ðèôìè÷åñêîì ìàñøòàáå â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
4,2–50 Ê äëÿ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs, ñïëîøíàÿ
êðèâàÿ — ëèíåéíàÿ àïïðîêñèìàöèÿ. Âèäíî, ÷òî ïðè
4,2 Ê � �T 20 Ê ïîïðàâêà ê ïðîâîäèìîñòè ñ ïîíè-
æåíèåì òåìïåðàòóðû óâåëè÷èâàåòñÿ ëîãàðèôìè÷å-
ñêè (�� � ln(T)). Ëîãàðèôìè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü
366 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3
Å.Í. Òêà÷åâ, À.È. Ðîìàíåíêî, Î.Á. Àíèêååâà, Â.Ë. Êóçíåöîâ, À.Í. Óñîëüöåâà
0 50 100 150 200 250 300
14
16
18
20
22
24
26
28
T, Ê
�
, 1
/(
Î
ì
·ñ
ì
)
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ýëåêòðîïðîâîäíîñòè
�(T) äëÿ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs, ñïëîøíàÿ ëèíèÿ —
àïïðîêñèìàöèÿ ðåãóëÿðíîé ÷àñòè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
äàííûõ âûøå 50 Ê â ïðåäïîëîæåíèè åå âûõîäà íà ïî-
ñòîÿííîå çíà÷åíèå ïðè 4,2 Ê.
2,7 7,4 20,1 54,6
–5
–4
–3
–2
–1
0
T, Ê
�
�
, 1
/(
Î
ì
·ñ
ì
)
Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ïîïðàâêè ê ïðîâîäè-
ìîñòè ��(T) äëÿ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs, ëîãàðèôìè÷å-
ñêèé ìàñøòàá òåìïåðàòóðû.
ïðîâîäèìîñòè îò òåìïåðàòóðû ïðîÿâëÿåòñÿ â ñèñòå-
ìàõ ñ ëîêàëüíûì áåñïîðÿäêîì â äâóìåðíîì ñëó÷àå.
Îñíîâíîé âêëàä â ïðîâîäèìîñòü â òàêèõ ñèñòåìàõ
äàþò êâàíòîâûå ïîïðàâêè.
Ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê îöåíêà ñâåðõó äëèíû êî-
ãåðåíòíîñòè L D/k TT B� � (êîýôôèöèåíò äèôôó-
çèè D � 40 ñì2·c–1 âçÿò èç ðàáîòû [8]) äàåò âåëè÷èíó
LT � 100 íì. Ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå îöåíêà äëèíû
äèôôóçèè L D� ��� äàåò ïî ïîðÿäêó òàêóþ æå
âåëè÷èíó L� � 15 íì [9]. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñè-
ìîñòü âêëàäà êâàíòîâûõ ïîïðàâîê â ïðîâîäèìîñòü
èçìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ LT, L� è
õàðàêòåðíûõ ðàçìåðîâ ñèñòåìû. Â èññëåäóåìûõ
òðóáêàõ âîçìîæíî òðè íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíå-
íèÿ íîñèòåëåé òîêà â öèëèíäðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ:
âäîëü òðóáêè (z), ðàäèàëüíîå (r) è óãëîâîå ( ).
Äâèæåíèå ïî r îãðàíè÷åíî âíóòðåííèì (2–7 íì) è
âíåøíèì (10–20 íì) äèàìåòðàìè òðóáêè, ïî z äëèí-
íîé (0,5–5 ìêì) òðóáêè è ïî âîçìîæíû íåîãðà-
íè÷åííûå êîëüöåâûå òðàåêòîðèè. Ïðè ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû äëèíà êîãåðåíòíîñòè LT è äëèíà äèô-
ôóçèè L� ðàñòóò, åñëè L� ñòàíîâèòñÿ áîëüøå, ÷åì
òîëùèíà ñòåíêè òðóá, òî êâàíòîâûå ïîïðàâêè ìîæíî
ñ÷èòàòü äâóìåðíûìè. Ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê â ðàñ-
ñìàòðèâàåìîì íàìè ñëó÷àå òîëùèíà ñòåíîê òðóá
ïðèìåðíî 10 íì, à LT è L� áîëüøå. Âñå òèïû êâàíòî-
âûõ ïîïðàâîê ê ïðîâîäèìîñòè (ñëàáàÿ ëîêàëèçàöèÿ,
äèôôóçèîííûé êàíàë, êóïåðîâñêèé êàíàë) â äâó-
ìåðíîì ñëó÷àå ëîãàðèôìè÷åñêè çàâèñÿò îò òåìïåðà-
òóðû [10–13]. Ñëåäîâàòåëüíî, íèæå 20 Ê äëÿ ýêñïå-
ðèìåíòàëüíî èçìåðåííîé çàâèñèìîñòè ïðîâîäèìî-
ñòè îò òåìïåðàòóðû ñèíòåçèðîâàííûõ êàòàëèòè÷å-
ñêèõ MWNTs õàðàêòåðíû äâóìåðíûå êâàíòîâûå ïî-
ïðàâêè.
Ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå
Ñîãëàñíî òåîðèè êâàíòîâûõ ïîïðàâîê, âîçìîæíî
ïîÿâëåíèå âêëàäà â ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå, îáó-
ñëîâëåííîå ýôôåêòàìè âçàèìîäåéñòâèÿ è ñëàáîé ëî-
êàëèçàöèåé. Ïîïðàâêà ê ïðîâîäèìîñòè äîëæíà áûòü
îòðèöàòåëüíà, åñëè ýëåêòðîíû îòòàëêèâàþòñÿ, ò.å.
êîíñòàíòà ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
ïîëîæèòåëüíà. Çàâèñèìîñòü ïðîâîäèìîñòè îò ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ �(B) îáóñëîâëåíà ïîäàâëåíèåì êâàí-
òîâûõ ïîïðàâîê. Äëÿ äâóìåðíîãî ñëó÷àÿ â ñëàáûõ
ïîëÿõ àñèìïòîòè÷åñêèå ïðèáëèæåíèÿ �(B) êâàäðà-
òè÷íû ïî ïîëþ, à â ñèëüíûõ ïîëÿõ ëîãàðèôìè÷åñêè
çàâèñÿò îò âåëè÷èíû ìàãíèòíîãî ïîëÿ [10–13].
Ðàíåå íàìè îáíàðóæåíî îòðèöàòåëüíîå ìàãíèòî-
ñîïðîòèâëåíèå äëÿ ñàæè è ýëåêòðîäóãîâûõ MWNTs
[6], îäíà èç òàêèõ çàâèñèìîñòåé ïðåäñòàâëåíà íà
ðèñ. 5. Ñïëîøíàÿ ëèíèÿ — ëîãàðèôìè÷åñêàÿ àï-
ïðîêñèìàöèÿ. Ýëåêòðîäóãîâûå MWNTs ñîäåðæàëè
ïðèìåðíî 10% ïðèìåñè àìîðôíîãî óãëåðîäà. Õàðàê-
òåð êðèâûõ äëÿ ñàæè è ýëåêòðîäóãîâûõ MWNTs
îäèíàêîâ: êâàäðàòè÷íàÿ çàâèñèìîñòü â ñëàáûõ ìàã-
íèòíûõ ïîëÿõ (äî 100 Ãñ) ñ âûõîäîì íà ëîãàðèôìè-
÷åñêóþ çàâèñèìîñòü â á�ëüøèõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ.
Õàðàêòåðíûì ïîëåì äëÿ ýôôåêòîâ ñëàáîé ëîêàëèçà-
öèè ÿâëÿåòñÿ íåñêîëüêî ñîòåí ãàóññ, äëÿ âçàèìîäåé-
ñòâèÿ â äèôôóçèîííîì êàíàëå – íåñêîëüêî äåñÿòêîâ
êèëîãàóññ, à êóïåðîâñêèé êàíàë íàõîäèòñÿ â èíòåð-
âàëå ìàãíèòíûõ ïîëåé ìåæäó ñëàáîé ëîêàëèçàöèåé
è äèôôóçèîííûì êàíàëîì [10–13]. Ñëåäîâàòåëüíî,
ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî äëÿ ñàæè è ýëåêòðîäóãî-
âûõ MWNTs íàáëþäàëîñü äîìèíèðîâàíèå ýôôåê-
òîâ ñëàáîé ëîêàëèçàöèè.
Äëÿ âñåõ èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ êàòàëèòè÷å-
ñêèõ MWNTs, ïîëó÷åííûõ ïî ìåòîäèêå, îïèñàííîé
â ðàáîòå [4], íàáëþäàëîñü îòðèöàòåëüíîå ìàãíèòîñî-
ïðîòèâëåíèå. Íà ðèñ. 6 ñïëîøíàÿ ëèíèÿ — êâàäðà-
òè÷íàÿ àïïðîêñèìàöèÿ. Êâàäðàòè÷íàÿ çàâèñèìîñòü
îò ïîëÿ îäèíàêîâà äëÿ âñåõ îáðàçöîâ, ïðè÷åì íå íà-
áëþäàåòñÿ âûõîäà íà íàñûùåíèå. Èç âåëè÷èí õà-
ðàêòåðíûõ ïîëåé êâàíòîâûõ ïîïðàâîê ñëåäóåò, ÷òî
Ýôôåêòû ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â íàíîòðóáêàõ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3 367
0 2 4 6 8 10 12
0,980
0,985
0,990
0,995
1,000
B, êÃñ
�
�
(B
)/
(0
)
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëå-
íèÿ �(B)/�(0) îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ B äëÿ ñàæè è ýëåê-
òðîäóãîâûõ MWNTs.
0 2 4 6 8 10
0,996
0,997
0,998
0,999
1,000
B, êÃñ
�
�
(B
)/
(0
)
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëå-
íèÿ �(B)/�(0) îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ B äëÿ êàòàëèòè÷å-
ñêèõ MWNTs.
äëÿ ñèíòåçèðîâàííûõ êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs íà-
áëþäàëñÿ âêëàä ýôôåêòîâ ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ êàòàëèòè÷å-
ñêèõ MWNTs íå íàáëþäàåòñÿ âêëàä ýôôåêòîâ
ñëàáîé ëîêàëèçàöèè â ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå îò
ïðèñóòñòâèÿ ïðèìåñè àìîðôíîãî óãëåðîäà, ÷òî ñî-
ãëàñóåòñÿ ñ ïðîöåññîì ñèíòåçà íàíîòðóáîê. Â ðàíåå
ñèíòåçèðîâàííûõ íàíîòðóáêàõ íàìè íå îáíàðóæåíû
ýôôåêòû âçàèìîäåéñòâèÿ èç-çà ïðèìåñè àìîðôíîãî
óãëåðîäà.
Ïðè 4,2 Ê â ìàãíèòíîì ïîëå 10 êÃñ âåëè÷èíà ïî-
äàâëåíèÿ êâàíòîâûõ ïîïðàâîê ê ìàãíèòîñîïðîòèâ-
ëåíèþ �� ñîñòàâëÿåò ïðèáëèçèòåëüíî 0,004 � (B=0)
(ðèñ. 6). Ïðèìåðíûå îöåíêè ïîëÿ, ïðè êîòîðîì ïðî-
èñõîäèò ïîëíîå ïîäàâëåíèå êâàíòîâûõ ïîïðàâîê
(�� � 0,25 � (T = 4,2 Ê) ðèñ. 3), äàþò âåëè÷èíó ïî-
ðÿäêà 8 Òë. Ïðè÷åì äèàìåòð õàðàêòåðíîãî êâàíòà
ïîòîêà
0 ïðè òàêîì ïîëå ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó ïî-
ðÿäêà 200 �, ÷òî ñîâïàäàåò ñ äèàìåòðîì íàíîòðóáîê
(� 200 ��.
Çàêëþ÷åíèå
 íàñòîÿùåé ðàáîòå âïåðâûå èçó÷åíû ýëåêòðîôè-
çè÷åñêèå ñâîéñòâà êàòàëèòè÷åñêèõ MWNTs ñ ìàëûì
ñîäåðæàíèåì àìîðôíîãî óãëåðîäà â îòëè÷èå îò
MWNTs, ñèíòåçèðîâàííûõ ðàíåå. Íèæå òåìïåðàòó-
ðû 20 Ê íà âñåõ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ ïðî-
âîäèìîñòè, êàê èñõîäíûõ, òàê è î÷èùåííûõ îò ïðè-
ìåñè êàòàëèçàòîðà íàíîòðóáîê, íàáëþäàåòñÿ âêëàä
äâóìåðíûõ êâàíòîâûõ ïîïðàâîê ê ïðîâîäèìîñòè.
Êàê è ïðåäñêàçûâàåò òåîðèÿ êâàíòîâûõ ïîïðàâîê,
äëÿ äâóìåðíîãî ñëó÷àÿ ñîîòâåòñòâóþùàÿ äîáàâêà ê
ïðîâîäèìîñòè ëîãàðèôìè÷åñêè çàâèñèò îò òåìïåðà-
òóðû.
Îïðåäåëåí òèï âêëàäà êâàíòîâîé ïîïðàâêè â ìàã-
íèòîñîïðîòèâëåíèå èññëåäóåìûõ êàòàëèòè÷åñêèõ
MWNTs — ýôôåêòû ýëåêòðîí-ýëåêòðîííîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ. Äëÿ ñèíòåçèðîâàííûõ êàòàëèòè÷åñêèõ
MWNTs íå íàáëþäàåòñÿ âêëàä ýôôåêòîâ ñëàáîé ëî-
êàëèçàöèè â ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå, îáóñëîâëåííûé
ïðèñóòñòâèåì àìîðôíîãî óãëåðîäà. Îòñóòñòâèå ïðè-
ìåñè àìîðôíîãî óãëåðîäà è íåíàáëþäåíèå ýôôåêòîâ
ñëàáîé ëîêàëèçàöèè äîêàçûâàþò ñâÿçü äîìèíèðîâà-
íèÿ ýôôåêòîâ ñëàáîé ëîêàëèçàöèè ñ íàëè÷èåì
àìîðôíîé ôàçû óãëåðîäà â ðàíåå ñèíòåçèðîâàííûõ
îáðàçöàõ. Â äàëüíåéøåì íîâàÿ ìåòîäèêà ñèíòåçà íà-
íîòðóáîê ïîçâîëèò íàì îïðåäåëèòü êîíñòàíòó ýëåê-
òðîí-ýëåêòðîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ãðàíòà Ìèíîá-
ðàçîâàíèÿ è íàóêè ÐÍÏ.2,1.1,1604, ãðàíòà ïðåçè-
äåíòà ÐÔ ¹ ÍØ-4419,2006,3, ãðàíòà NATO
SfP 981051 è ãðàíòà ÐÔÔÈ 05–03–32901.
1. A.G. Rinzler, J.H. Hafner, P. Nikolaev, L. Lou, S.G.
Kim, D. Tomanek, P. Nordlander, D.T. Colbert, and
R.E. Smalley, Science 269, 1550 (1995).
2. R.H. Baughman, C. Cui, A.A. Zakhidov, Z. Iqbal,
J.N. Barisci, G.M. Spinks, G.G. Wallace, A. Maz-
zoldi, D. De Rossi, A.G. Rinzler, O. Jaschinski,
S. Roth, and M. Kertesz, Science 284, 1340 (1999).
3. P.G. Collins, A. Zettl, H. Bando, A. Thess, and R.E.
Smalley, Science 278, 100 (1997).
4. E. Couteau, K. Hernadi, J.W. Seo, L. Thien-Nga,
Cs. Miko, R. Gaal, and L. Forro, Chem. Phys. Lett.
378, 9 (2003).
5. A.V. Okotrub, L.G. Bulusheva, A.I. Romanenko, A.L.
Chuvilin, N.A. Rudina, Y.V. Shubin, N.F. Yudanov,
and A.V. Gusel’nikov, Appl. Phys. A72, 481 (2001).
6. À.È. Ðîìàíåíêî, Î.Á. Àíèêååâà, À.Â. Îêîòðóá, Ë.Ã.
Áóëóøåâà, Í.Ô. Þäàíîâ, C. Dong, and Y. Ni, ÔÒÒ
44, 634 (2002).
7. À.Ñ. Êîòîñîíîâ, Â.Â. Àòðàæåâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 72,
76 (2000).
8. V. Bayot, L. Piraux, J.-P. Michenaud, and J.-P. Issi,
Phys. Rev. B40, 3516 (1989).
9. N. Kang, J.S. Hu, W.J. Kong, L. Lu, D.L. Zhang,
Z.W. Pan, and S.S. Xie, Phys. Rev. B66, 241403
(2002).
10. Á.Ë. Àëüòøóëåð, À.À. Âàðëàìîâ, Ì.Þ. Ðåéçåð,
Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 84, 2280 (1983).
11. A. Kawabata, Solid State Commun. 34, 431 (1980).
12. P.A. Lee and T.V. Ramakrishman, Rev. Mod. Phys.
57, 287 (1985).
13. Á.Ë. Àëüòøóëåð, À.Ã. Àðîíîâ, À.Þ. Çþçèí, ÆÝÒÔ
84, 1525 (1983).
Effects of electron–electron interaction
in multi-walled carbon nanotubes
E.N. Tkachev, A.I. Romanenko, O.B. Anikeeva,
V.L. Kuznetsov, and A.N. Usol’tseva
The temperature dependence of electrical
conductivity, �, and the field dependence of
magnetic resistivity, �, of catalytic multi-walled
carbon nanotubes (MWNTs) with a low content
of amorphous carbon have been studied. Below
20 K the �(T) dependences display a contribu-
tion of two dimensional quantum corrections. At
T = 4,2 K the �(B) dependences exhibit a nega-
tive magnetoresistance due to the dominating
contribution of quantum corrections to magneto-
resistance for interacting electrons. A special me-
thod of synthetizing has made it possible to pre-
pare MWNTs almost without any impurity of
amorphous carbon. This permitted as to reveal
the effects of electron–electron interaction not
observed in the previous synthetized MWNTs.
PACS: 73.63.–b Electronic transport in nano-
scale materials and structures.
Keywords: nanotubes, conductivity, quantum cor-
rections.
368 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3
Å.Í. Òêà÷åâ, À.È. Ðîìàíåíêî, Î.Á. Àíèêååâà, Â.Ë. Êóçíåöîâ, À.Í. Óñîëüöåâà
|