УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И ФУЛЛЕРЕНОВ

Полезная модель относится к области наноэлектроники, а более конкретно к устройствам получения нанотрубок и фуллеренов.
Известно устройство для получения нанотрубок и фуллеренов, включающий ионное реактивное распыление при высоком, несколько киловольт, напряжении в плазме тлеющего разряда, горящего в атмосфере аргона [Моряков О.С. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники - В 10 кн. Кн. 7. Элионная обработка - Учебное пособие - М.: Высшая школа, 1990 - 128 с., ил., стр. 34 (аналог).].
Недостатком аналога является неуправляемое стохастическое образование нанотрубок и фуллеренов различных диаметров от нескольких десятков нанометров и более.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения нанотрубок и фуллеренов, включающее термическое распыление электрода в плазме дугового разряда, горящего в атмосфере аргона. [Loiseau A., Demoncy N., Stephan О. // Science and application of Nanotubes/ Eds. D. Tomanek and R.J. Enbody.N.Y., 2000. P. 1-16.(прототип)]
Недостатком прототипа является также неуправляемое стохастическое образование нанотрубок и фуллеренов различных диаметров от нескольких десятков нанометров и более.
В основу полезной модели положена техническая задача, состоящая в том, чтобы обеспечить управляемое детерминированное образование нанотрубок и фуллеренов одинаковых диаметров от нескольких десятков нанометров и менее.
Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для получения углеродных нанотрубок и фуллеренов, содержащее два угольных электрода, связанных с
блоком подачи напряжения, блок подачи аргона в межэлектродный зазор, согласно полезной моделей, дополнительно снабжено электромагнитом с коническими наконечниками, причем длина конического наконечника l составляет 8-12 мм, а меньший диаметр dm составляет 0,6-1,0 мм.
Введение в устройство получения нанотрубок и фуллеренов электромагнита с коническими наконечниками, обеспечивает управляемое детерминированное образование нанотрубок и фуллеренов одинаковых диаметров от нескольких десятков нанометров и менее.
Сущность устройства поясняется фиг.1, где показано устройство, которое содержит блок подачи аргона (БПА) 1 в межэлектродный зазор, блок подачи напряжения (БПН) 2, два угольных электрода 3, 4, электромагнит 5 с коническими наконечниками 6, 7, который расположен таким образом, что его поле перпендикулярно электрическому полю между электродами 3, 4, изготовленных из графита.
4
Из блока подачи аргона 1 БПА осуществляют подачу аргона при давлении (3-4)10 Па в межэлектродный зазор, затем от блока подачи напряжения БПН 2 на угольные электроды 3, 4 подают напряжение порядка 20-35 В и создают ток 20-30 А, при межэлектродном расстоянии 3-5 мм, меняя полярность на противоположную, с периодом 0,1-2 с. В межэлектродном зазоре возникает дуга на которую действует магнитное поле от электромагнита 5 и воздействует на ионы, образовавшиеся в межэлектродном пространстве лоренцевой силой, посредством которой осуществляют «закручивание» отдельных ионов и, в конечном итоге, образование нанотрубок и фуллеренов
За счет наличия у электромагнита двух наконечников осуществляется управляемое образование нанотрубок и фуллеренов.
Применение предложенного устройства получения нанотрубок и фуллеренов обеспечивает управляемое детерминированное образование нанотрубок и фуллеренов одинаковых диаметров от 2 до 30 нм.