Revista de Engenharia da Computação e Tecnologia da Informação

Síntese de nanotubos de carbono de parede única por deposição de vapor químico catalítico de álcool em alto vácuo usando catalisadores metálicos do grupo da platina

Takahiro Maruyama

Para a realização da aplicação de nanotubos de carbono de parede única (SWCNTs) em dispositivos eletrónicos, o controlo da quiralidade e a redução da temperatura de crescimento têm sido questões significativas. Atualmente, os metais de transição 3D, como o Fe, Co e Ni, são amplamente utilizados como catalisadores para o crescimento de SWCNT na deposição química de vapor (CVD). No entanto, devido à maturação de Ostwald, estes catalisadores estão aptos a agregar-se à temperatura de crescimento, resultando no aumento do diâmetro e da distribuição de quiralidade dos SWCNTs. Realizamos o crescimento de SWCNT por um sistema CVD catalítico de álcool do tipo fonte de gás utilizando catalisadores metálicos do grupo da platina (Ru, Rh, Pd e Pt). Ao otimizar o fornecimento de etanol gasoso utilizando um sistema CVD em alto vácuo, os SWCNTs foram cultivados a partir destes metais entre os 400 e os 700ºC. Em particular, os SWCNTs foram cultivados a partir de catalisadores Rh mesmo abaixo dos 300ºC. Independentemente dos metais catalisadores, o diâmetro e a distribuição da quiralidade dos SWCNTs crescidos tornaram-se mais estreitos, à medida que a temperatura de crescimento diminuiu. Os diâmetros da maioria dos SWCNTs cultivados a partir de catalisadores de Pt estavam abaixo de 1 nm, tendo uma distribuição de quiralidade estreita. Demonstramos que os catalisadores metálicos do grupo da platina são eficazes tanto para o crescimento a baixa temperatura como para a distribuição estreita da quiralidade. Com base no diâmetro do SWCNT e no tamanho das partículas do catalisador, discutimos o mecanismo de crescimento dos SWCNTs a partir dos catalisadores metálicos do grupo da platina.