О.Б. Томилин - к.х.н., зав. кафедрой, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск). Е-mail: tomilinob@mail.ru Е.Е. Мурюмин - к.х.н., доцент, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск). Е-mail: mur_ee@mail.ru Е.В. Родионова - науч. сотрудник, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск). Е-mail: rodionova_i87@mail.ru

На основе анализа структуры молекулярных орбиталей модельных фрагментов одностенных углеродных нанотрубок хиральности (n, 0) и (n, n) предложен механизм полевой эмиссии электронов. Проведены расчеты методом Хартри-Фока в базисе 3 21G из пакета прикладных программ GAMESS.

 

1. Chernozatonskii L.A., Gulyaev Yu.V., Kosakovskaya Z.Ya., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Zakharchenko Yu.F., Fedorov E.A., Val-chuk V.P. Electron field emission from nanofilament carbon films // Chem. Phys. Lett. 1995. V. 233. P. 63−68.
2. de Heer W.A., Basca W.S., Chatelain A., Gerfin T., Humphrey R., Forro L., Ugarte D. Aligned carbon nanotube films: production and optical and electronic properties // Science. 1995. V. 268. P. 845−847.
3. Saito Y., Hamaguchi K., Nishino T., Hata K., Tohji K., Rfsuya A., Nishina Y.Field emission patterns from single-walled carbon nanotubes // Jpn. J. Appl. Phys. 1997. V. 36. P. L1340−L1342.
4. Rinzler A.G., Hafner J.H., Nikolaev P., Lou L., Kim S.G., Tomanek D., Nordlander P., Colbert D.T., Smalley R.E. Unraveling nanotubes: field emission from an atomic wire // Science. 1995. V. 269. P. 1550−1553.
5. de Heer W., Chatelain A.A., Ugarte D.A. Carbon nanotube field-emission electron source // Science 1995. V. 270. P. 1179−1980.
6. Collins P.G., Zettl A.A simple and robust electron beam source from carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69. P. 1969−1971.
7. Wahg Q.H., Corrigan T.D., Dai I.Y., Chang R.P.H., Krauss A. Field emission from nanotube bundle emitters at low fields // Appl. Phys. Lett. 1997. V. 70. P. 3308.
8. Bonard J.‑M., Maier F., Stockli T., Chatelain A., de Heer W.A., Salvetat J.‑P., Forro L. Field emission properties of multiwalled carbon nanotubes // Ultramicroscopy. 1998. V. 73. P. 7−15.
9. Раков Э.Г. Химия и применение углеродных нанотрубок // Успехи химии. 2001. Т. 70. С. 934−973.
10. Бучаченко А.Л. Нанохимия - прямой путь к высоким технологиям нового века // Успехи химии. 2003. Т. 72. С. 419−437.
11. Fowler R.H., Nordheim L. Electron emission in intense electric fields // Proc. R. Soc. Lond. A. 1928. V. 119. P. 173−181.
12. Yumura M., Ohsima S., Uchida K., Tasaka Y., Kuruki Y., Ikazaki F., Saito Y., Uemura S. Synthesis and purification of multi-walled carbon nanotubes for field emitter applications // Diam. Relat. Mater. 1999. V. 8. P. 785−791.
13. Sohn J.I., Lee J.I., Song Y.‑H., Choy S.‑Y., Cho R.‑I., Nam K.‑S. Patterned selective growth of carbon nanotubes and large field emission from vertically well-aligned carbon nanotube field emitter arrays // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 78. P. 901−903.
14. Dean K.A., Chalamala B.R. Current saturation mechanisms in carbon nanotube field emitters // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. P. 375−377.
15. Томилин О.Б., Мурюмин Е.Е.Адсорбция на графеновой поверхности углеродных нанотрубок и их энергетический спектр // ФТ. 2006. Т. 48. С. 563−571.
16. Margulis Vl.A., Muryumin E.E., Tomilin O.B. Theoretical study of atomic chemisorption on single-walled carbon nanotubes. Application of Anderson-Newns model // Physica B. 2004. V. 353. P. 314−323.
17. Томилин О.Б., Станкевич И.В., Мурюмин Е.Е., Лесин С.А., Сыркина Н.П. Призматические модификации одностенных углеродных нанотрубок и их электронные свойства: регулярная адсорбция атомов фтора на графеновых поверхностях нанотрубок // ФТТ. 2011. Т. 53. С. 187−193.
18. Kim D.‑H., Lee H.‑R., Lee M.‑W., Lee J.‑H., Song Y.‑H., Lee J.‑G., Lee S.‑Y. Effect of the in situ Cs treatment on field emission of a multi-walled carbon nanotube // Chem. Phys. Lett. 2002. V. 355. P. 53−58.
19. Bonard J.‑M., Stockli T., Maier F., de Heer W.A., Chatelain A., Salvetat J.‑P., Forro L. Field-emission-induced luminescence from carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 1441−1444.
20. Obraztsov A.N., Volkov A.P., Pavlovsky I. Field emission from nanostructured carbon materials // Diamond Relat. Mater. 2000. V. 9. P. 1190−1195.
21. Hiura H., Ebessen T.W., Fujita J., Tanigaki K., Takada T. Role of sp3 defect structures in graphite and carbon nanotubes // Nature. 1994. V. 367. P. 148−151.
22. Cumings J., Zettl A., McCartney M.R., Spence J.C.H. Electron holography of field-emitting carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 056804 −1/4.
23. Tomilin O.B., Stankevich I.V., Muryumin E.E., Rodionova T.V. Electronic conjugation of carbon atoms in spherical and cylindrical molecules // Carbon. 2012. V. 50. P. 5217−5225.
24. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.J., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. General atomic and molecular electronic structure system // J. Comput. Chem. 1993. V. 14. P. 1347−1363.