本研究尝试设计全加器中的高性能单壁碳纳米管 (SWCNT) 束互连。为此,使用 HSPICE 软件中的仿真研究了电路性能,并考虑了 32 纳米技术。接下来,使用田口方法 (TA) 分析了几何参数(包括纳米管直径、束中纳米管之间的距离以及束的宽度和长度)对全加器中 SWCNT 束互连性能的影响。田口灵敏度分析 (TSA) 的结果表明,束长度是影响电路性能的最有效参数(约占功率耗散的 51% 和传播延迟的 47%)。此外,与其他参数相比,纳米管之间的距离对响应的影响很大。此外,响应面法 (RSM) 表明,增加互连长度 (L) 会提高功率耗散的输出。随着互连线宽度 (W) 和碳纳米管直径 (D) 的增加,功耗也增加。减小束中碳纳米管之间的距离 (d) 会导致功耗增加。如果考虑互连线长度和宽度 (L、W) 以及碳纳米管直径 (D) 的参数的最大值以及束中碳纳米管之间距离 (d) 的最小值,则功耗最高。结果还表明,互连线长度 (L) 的增加会增加传播延迟。最后,报告了最佳参数,并使用不同方法 (TA 和 RSM) 比较了优化系统的性能。结果表明,用不同方法预测的全加器中 SWCNT 束互连线最优设计的性能差异小于 6%,根据工程标准是可以接受的。
摘要 — 喷墨打印技术提供了一种经济高效、低能耗、占地面积最小且适应性强的替代计算形式。喷墨打印的传感器和电路产生的废物最少,通常可生物降解,并且可以以添加的方式进行修改和/或重印。本报告介绍了一种晶体管启发的喷墨打印元件,该元件具有模拟 CMOS 杂化,是更具动态性和非线性的计算元件的早期形式。尽管所展示的设备功能性较低,但研究工作朝着可用于非冯诺依曼计算的混合电子学迈出了一步。喷墨打印元件是通过将银和碳纳米管纳米颗粒分层在纸和聚对苯二甲酸乙二醇酯基板上制成的,其方式模仿了晶体管的结构。在 MATLAB 中对碳纳米管元件进行了数学建模,然后在 PSpice 中用于模拟行为建模。输出经过验证并用于设计混合线性动态电路。实验数据和模拟结果表明这些早期设计在电路和系统制造中具有实用性。
碳基材料具有多种不同的特性,如今已应用于生活的各个领域,包括工业、冶金、医学、光学和环境保护。然而,工业的快速发展需要更先进的材料,这些材料具有新的特性,可供未来使用。解决方案是创建混合材料,这种材料不仅结合了各个成分的特性,而且还能产生协同效应。简而言之,混合材料 (HM) 是将化学上不同的成分混合并形成相互作用的结果,例如范德华力、氢键、弱静电相互作用或共价键。形成的 HM 具有与其组成材料不同的结构,但继承了它们的一些特性和功能。重要的因素是混合物的内部结构。通过操纵这个方面,我们可以控制混合材料的物理化学性质。碳纳米材料(CNM)与聚合物和无机纳米粒子的组合改善了机械性能(Gomathi et al., 2005;Zhao et al., 2011;Dillon et al., 2015;Wu et al., 2017)、电性能(Whitsitt and Barron, 2003;Hang et al., 2005;Ivnitski et al., 2008;Liang et al., 2012)、热(Cui 等人,2011;Chen L. 等人,2014;Aghabozorg 等人,2016;Hameed 等人,2019)、吸着(Deng 等人,2005;Choi 等人,2010;Czech 等人,2015;Saud 等人, 2015年; Navrotskaya 等人,2019)和催化性质(Wu 等人,2009;Paula 等人,2011;Aazam,2014;Kim 等人,2014)性质(Kumar 等人,2008;Wu 等人,2009;Cui 等人,2011;Dillon 等人,2015)。
此手稿由UT-Battelle,LLC根据合同编号DE-AC05-00OR22725与美国能源部一起。 美国政府保留和出版商,通过接受该文章的出版物,承认,美国政府保留了非排他性,有偿,不可撤销的,全球范围内的许可,以出版或复制该手稿的已发表形式,或者允许其他人出于美国政府的目的。 能源部将根据DOE公共访问计划(http://energy.gov/downloads/doe-public-access-plan>),为联邦赞助研究的这些结果提供公众访问权DE-AC05-00OR22725与美国能源部一起。美国政府保留和出版商,通过接受该文章的出版物,承认,美国政府保留了非排他性,有偿,不可撤销的,全球范围内的许可,以出版或复制该手稿的已发表形式,或者允许其他人出于美国政府的目的。能源部将根据DOE公共访问计划(http://energy.gov/downloads/doe-public-access-plan>),为联邦赞助研究的这些结果提供公众访问权
开发了一种新方法来制造 Fe3O4 修饰的多壁碳纳米管 (MWCNT),用于电化学超级电容器负极储能。在 MWCNT 存在下合成 Fe3O4,并使用各种阳离子和阴离子多环芳烃分散剂进行分散。通过比较使用不同分散剂获得的实验结果,可以深入了解分散剂分子的化学结构对 Fe3O4-MWCNT 材料微观结构的影响。研究发现,分散剂的带正电基团和螯合儿茶酚配体有利于形成团聚性较低的 Fe3O4 修饰的 MWCNT。使用不同分散剂制备的 Fe3O4-MWCNT 材料用于制造质量负载为 40 mg cm −2 的电极。使用阳离子天青蓝染料作为分散剂制备的 Fe 3 O 4 修饰 MWCNT 在 0.5 M Na 2 SO 4 电解液中获得了最高电容。使用 FeOOH 作为添加剂获得了改进的循环伏安曲线。基于 Fe 3 O 4 修饰 MWCNT 负极和 MnO 2 -MWCNT 正极制造并测试了非对称器件。
制造商报告的; B纯化步骤简单地除去了金属杂质并改变了表面功能。对长度没有显着影响; C根据AFM图像分析,平均长度为0.4μm。
摘要 物联网 (IoT) 是一种无处不在的计算生态系统的概念,其中定制形式的电子设备可以无缝嵌入到日常物品中。物联网的核心是电子传感器,它能够检测物理 / 环境现象、将这些测量值转换为电信号并通过无线方式传输数据以进行远程计算。物联网传感器和系统的开发至关重要的是低成本材料,这些材料要足够坚固以在中到长时间内维持稳定的电气性能,同时又要足够灵敏以检测到周围环境中的细微变化。此类材料应具有机械灵活性并适合基于溶液的加工,以促进大规模生产方法,例如卷对卷印刷。碳纳米管 (CNT) 是满足这些要求的主要候选材料之一,因为它们具有独特的电气和机械性能,可以实现坚固耐用且用途广泛的设备,再加上它们的化学性能,可以从溶液中加工 CNT。这些优势使得各种印刷 CNT 电子产品和传感器能够在各种基板上展示,这些产品具有广泛的功能,从基于无源设备的简单传感器到复杂的多级电路和显示电子产品。在这篇评论中,我们全面总结了基于 CNT 的电子产品和传感器领域,重点介绍了与物联网相关的应用。主要内容是介绍由随机取向的 CNT 网络组成的设备;但是,我们也会讨论单纳米管设备的优势和功能。我们将回顾各种传感器的关键工作,并总结基于 CNT 的传感器技术面临的剩余挑战。
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获得纳米级光发射器的响应均匀性对于它们在传感和成像剂以及发光二极管 (LED)、激光器等中的光子源中的应用至关重要。在低维纳米发射器(包括胶体和外延量子点 1、2、2D 过渡金属二硫属化物 3 – 6、六方氮化硼 7 和单壁碳纳米管 (SWCNT) 8 – 12 )作为量子计量和量子信息处理 13 的单光子源的新兴角色的背景下,需要对允许的发射能量变化进行更严格的限制,最终目标是实现光子不可区分性。在这些用于量子发射的多样化材料平台中,SWCNT 提供了多种优势,这些优势源于能够通过化学操控控制光发射特性。由于 SWCNT 发射能量对特定纳米管结构(用手性指数 (n,m) 表示,图1)14 具有很强的依赖性,因此其发射能量具有广泛的可调性。对非共价结合包裹剂(如表面活性剂、聚合物和 DNA)表面结构的化学控制为高产率、高纯度分离特定 SWCNT 结构提供了高效途径,从而对发射特性具有显著的选择性 15 。这种表面化学还提供了一种控制周围环境以优化光致发光的途径。最近通过低水平共价功能化引入光致发光缺陷态扩展了 SWCNT 发射行为,为发射特性提供了额外的合成可调性并赋予了量子发射功能,同时也充当了光谱多样性的来源。
研究了不同温度下焦耳热对碳纳米管(CNT)薄膜的温度响应和材料变化。结果表明:焦耳热使CNT薄膜升温迅速,最高可达300 o C/s,且稳态温度与功率近似呈线性关系。在长期焦耳加热下,树脂浸渍的CNT薄膜可形成固化良好的CNT复合薄膜。但焦耳加热过程中薄膜温度分布不均匀,且CNT薄膜无法通过简单的压制、拉伸和浸渍等方法改变温度分布。揭示了方块电阻是影响薄膜温度分布的主要因素。此外,250 o C以下焦耳热处理导致CNT薄膜厚度增加10%,电导率降低15%。