Revista de ingeniería informática y tecnología de la información

Síntesis de nanotubos de carbono de pared simple mediante deposición química en fase de vapor catalítica de alcohol en alto vacío utilizando catalizadores de metales del grupo del platino

Takahiro Maruyama

Para la realización de la aplicación de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) a dispositivos electrónicos, el control de la quiralidad y la reducción de la temperatura de crecimiento han sido cuestiones importantes. En la actualidad, los metales de transición 3D, como Fe, Co y Ni, se utilizan ampliamente como catalizadores para el crecimiento de SWCNT en deposición química en fase de vapor (CVD). Sin embargo, debido a la maduración de Ostwald, estos catalizadores tienden a agregarse a la temperatura de crecimiento, lo que resulta en una ampliación tanto del diámetro como de la distribución de quiralidad de los SWCNT. Realizamos el crecimiento de SWCNT mediante un sistema de CVD catalítico de alcohol de tipo fuente de gas utilizando catalizadores de metales del grupo del platino (Ru, Rh, Pd y Pt). Al optimizar el suministro de gas etanol utilizando un sistema de CVD en alto vacío, los SWCNT se cultivaron a partir de estos metales entre 400 y 700 ºC. En particular, los SWCNT se cultivaron a partir de catalizadores de Rh incluso por debajo de los 300 ºC. Independientemente de los metales del catalizador, el diámetro y la distribución de quiralidad de los SWCNT cultivados se hicieron más estrechos a medida que disminuía la temperatura de crecimiento. Los diámetros de la mayoría de los SWCNT cultivados a partir de catalizadores de Pt fueron inferiores a 1 nm, con una distribución de quiralidad estrecha. Demostramos que los catalizadores de metales del grupo del platino son eficaces tanto para el crecimiento a baja temperatura como para una distribución de quiralidad estrecha. Con base en el diámetro de los SWCNT y el tamaño de partícula del catalizador, analizamos el mecanismo de crecimiento de los SWCNT a partir de catalizadores de metales del grupo del platino.