بررسي تأثير انفجاري پلاسماي هيدروژن بر نانولوله هاي كربني و ايجاد نانوساختارهاي درخت گونه

Investigation of the explosive effects of hydrogen plasma on the carbon nanotubes and the fabrication of the tree-like nanostructures

هيدروژن دهي لاية كاتاليست قبل از رشد نانولوله هاي كربني در روش لايه نشاني بخار شيميايي به كمك پلاسما براي رشد نانولوله ها ضروري است . همچنين شرايط هيدروژن دهي در نحوة تشكيل نانودانه هاي كاتاليست و قطر نانولوله ها نقش دارد . در اين مقاله علاوه بر بررسي هيدروژن دهي قبل از رشد، هيدروژن دهي نانولوله ها بعد از رشد كامل آنها نيز مورد بررسي قرار گرفته است . ديده شد كه پلاسماي قوي هيدروژن قادر است نيكل سر نانولوله ها را كه به عنوان كاتاليست استفاده شده است از سر آنها خارج كند و سر آنها سوراخ شود . با كنترل توان پلاسماي هيدروژن و محافظت آنها با لايه اي از اكسيد تيتانيوم توانستيم نانوذرة نيكل در نوك نانولوله ها را به صورت ذرات ريزتري درآوريم كه از پوشش كربني خود بيرون آيند . با رشد دوبارة نانو لوله ها بر روي نانولوله هاي قبلي توانستيم ساختاري شاخه اي از نانولوله هاي كربني ايجاد كنيم كه مي تواند كاربردهاي فراواني در آنتن ها ، سنسورها و ساختارهاي عصب گونه داشته باشد . مطالعة وسيع هيدروژن دهي نانولوله ها و ساختارهاي درخت گونه توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شده است

Hydrogenating the catalyst layer prior to the growth of carbon nanotubes in the plasma enhanced chemical vapor deposition method is necessary. Also, formation of the nano-grain catalyst and CNTs diameter is related to the hydrogen plasma condition. In addition of the pre-growth hydrogenation we report the hydrogenation effects on the grown CNTs. It was seen that high power hydrogen plasma could evacuate the Ni seed, originally used as catalyst which then moved up the tube, from the tip side of CNTs. By controlling the hydrogen plasma power and coating the titanium dioxide on CNTs we could form the smaller grains of Ni which was observable on top of CNTs. By second growth of CNTs on the ex-grown CNTs, a tree-like nanostructure was obtained which could have many applications in antenna sensors and nerve-like structures. The hydrogenated CNTs and tree-like nanostructures were studied using scanning electron microscopy