在不同剂量和温度下,用Ar、N、H离子束对多壁碳纳米管进行辐照后的结构和物性进行了研究。室温下,用荷能重离子束如Ar、N对碳纳米管辐照所产生的缺陷是随着剂量的增加而增加,且在高辐照剂量下,碳纳米管会转变成无定形纳米线。然而活性轻原子如质子会使碳纳米管产生点缺陷,并使石墨结构的碳纳米管转化为空管线结构。碳纳米管因离子辐照产生的瑕疵点可以通过提高温度来减少。当温度超过800K时,碳纳米管能在质子辐照下保持稳定的结构。研究还表明在800 K下,由Ar和H离子辐照后的多壁碳纳米管网络的电导率可以得到提高。对于测量波长为550nm时得到的具有透过率为40%至65%之间的多壁碳纳米管网络,被H离子辐照后,其电导率可以增加一倍,主要原因是在高温条件下,离子束辐照引入的碳纳米管之间以共价键构成了交叉连接。离子辐照的对比研究结果表明,H离子辐照对碳纳米管的损害比氩离子辐照对碳纳米管的损害弱,因此经H离子辐照的碳纳米管的电导率比氩离子辐照的碳纳米管的电导率更高。此外,对不同剂量下离子束辐照多壁碳纳米管的场发射效应的研究结果表明,离子束轰击产生的缺陷和碳纳米管上吸收的分子是其场发射特性增强的原因。
英文主题词carbon nanotubes;ion beam irradiation;structure transformation;electrical conductivity