Роль структурных неоднородностей в низкотемпературном поведении электронных транспортных свойств металлизированных углеродных нанотрубок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Пономарёв, Александр Николаевич

• Пономарёв, Александр Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Пономарёв, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, ПОЛУЧЕНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ И СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК.

§1.1 Структура и получение УНТ.

§ 1.2 Применение УНТ.

§1.3 Физические свойства УНТ.

1.3.1 Сорбционные свойства.

1.3.2 Электрические свойства.

1.3.3 Тепловые свойства.

§ 1.4 Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК.

§2.1. Адсорбция газа и образование новых соединений в углеродных нанотрубках.

§2.2. Квантовая теория химической активности поверхности переходных металлов.

2.2.1 Физическая модель и гамильтониан.

2.2.2. Адсорбция газа и образование новых соединений в углеродных нанотрубках.

2.2.4. Гибридизация разделенных электронов молекулы и поверхности углеродных нанотрубок.

2.2.5. Кинетика образования новых химических связей.

Выводы.

ГЛАВА 3. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК.

§3.1. Термоэдс.

3.1.2. Время релаксации.

3.1.3. Одночастичная термоэдс.

3.1.4. Многоэлектронный вклад в термоэдс.

3.1.5. Рассеяние электронов на динамических конфигурационных возбуждениях. Динамический одноэлектронный и многоэлектронный вклады в термоэдс.

Выводы.

§3.2. Электропроводность и теплопроводность.

3.2.1. Электропроводность.

3.2.3. Электронная теплопроводность.

Выводы.

ГЛАВА 4 НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК.

§4.1 Динамические конфигурационные возбуждения в УНТ.

§4.2 Низкотемпературная теплоёмкость ДКВ.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль структурных неоднородностей в низкотемпературном поведении электронных транспортных свойств металлизированных углеродных нанотрубок»

Современное развитие нанотехнологий требует все более глубокого и полного понимания свойств наноматериалов. Открытие в 1991 году зарубежными [1] и отечественными [2] учеными нового класса замкнутых поверхностных структур углерода, сфероидальная либо цилиндрическая поверхность которых выполнена шестиугольниками и пятиугольниками с атомами углерода в вершинах, положило начало одному из направлений нанотехнологий, связанному с исследованиями и разработками углеродных нанотрубок (УНТ).

УНТ являются уникальными- макромолекулярными системами, зачастую имеющими диаметры меньше 10 нм. В связи» с этим, нанотрубки попадают в диапазонразмеров, где становятся важны квантовые эффекты.

Одностеночные и; многостеночные УНТ могут быть получены различными способами и, в зависимости от способа* их синтезирования, обладают той или иной концентрацией примесей' (частиц металлического катализатора, аморфного углерода и т.д.)>и присоединенных радикалов (ОН, СО и т.п.).

Адсорбция молекул газа нанотрубками благодаря естественному присутствию в них разного рода структурных дефектов может проходить по механизму [170], определяющему диссоциацию молекул газа-и образование новых химических связей, приводя к металлизации1 УНТ. Возникновение новых связей (пар атомов)* в- структуре' УНТ и их переход в основное состояние (релаксация), видимо, в масштабах наносистемы аналогичны по своему влиянию на формирование тепловых и электронных транспортных свойств наносистем возникновению и релаксации структурных образований типа ближнего порядка в аморфных системах [3 - 6]. Поэтому нам представляется интересным исследовать механизм адсорбции кислорода в УНТ.

Электрические свойства идеальных нанотрубок зависят от их структуры (диаметра, числа слоёв, хиральности) и других факторов (примесей, структурных неоднородностей и др.) [7 —9]. Ещё в 1991 году было- показано теоретически,, что нанотрубки имеют металлические или полупроводящие свойства в зависимости от расположения углеродных ячеек (типа: хиральности) [7 — 11], однако, в обоих случаях в электронной плотности состояний на уровне1 Ферми наблюдается- минимум при: очень низких1 температурах. [12]. Подобная особенность низкотемпературной электронной; плотности состояний характерна для аморфных металлических" сплавов [13]. В температурной' зависимости; теплопроводности; электропроводности и теплоемкости УНТ в области Т < 50 К, также обнаружены особенности, подобные наблюдаемым в аморфных металлах [14 -18]. ';.;■.■ :

В работах [10, 19 — 42] представлены.результаты экспериментального^ теоретического исследования? электросопротивления;. теплопроводности:; и< термоэдс: УМТ. Показано, что одностенные УНТ (ОУНТ) без дефектов; характеризуются баллистическим типом электропереноса, а нанотрубки с дефектами- (и одностенные, и многостенные): демонстрируют диффузионный перенос, который может быть, описан в рамках теории Альтшулера-Аронова [43; 44]. Теплоперенос в;УНТ в основном;:связывается с фононами, однако; в

45] в расчете- температурной зависимости- теплопроводности- хиральной углеродной нанотрубки: показано,. что если.: нанотрубки имеют металлическую проводимость, то электронный вклад в, теплопроводность имеет очень высокие: значения,. сравнимые с наблюдаемыми экспериментально, следовательно, пренебрегать, этим вкладом нельзя: В [46] этим же: авторам удалось рассчитать температурную: зависимость, термоэдс. УНТ; решая- кинетическое уравнение Больцмана. Однако; предложенная- в

46] теория даст описание: высокотемпературного (Т>50 К) поведения1 термоэдс, а низкотемпературное (Т<50 К) — даже не рассматривает.

Таким образом, в настоящее время не существует теории, позволяющей с единых физических представлений описать особенности низкотемпературного поведения электро-, теплопроводности и термоэдс в УНТ, а также объяснить, почему электросопротивление и теплопроводность демонстрируют большой разброс данных по величине. Более полное понимание природы низкотемпературных аномалий электронных свойств УНТ может быть достигнуто лишь на основе такой теории, которая позволила бы в рамках единого подхода рассчитать совокупность различных свойств материала, достаточно - надёжно подтверждённых экспериментом.

В*, настоящее время УНТ являются- объектом исследования многих лабораторий мира. По результатам таких исследований ежегодно публикуются сотни статей, общее число которых достигает десяти тысяч. Детальный обзора этих публикаций содержится, в частности, в работах [10,26, 30 - 32], а также в монографиях [21 - 23, 33 - 35].

Цель настоящей работы — создать физическую картину сорбционных свойств металлизированных наноструктур, а также микроскопическую теорию низкотемпературных электронных и тепловых транспортных свойств. В- качестве объекта исследования выбраны УНТ, как системы с ближним порядком, физические свойства которых подобны свойствам аморфных металлических систем. Для последних в [3 — 6] была построена теория электронного переноса и структурной релаксации* на основе концепции динамических концентрационных возбуждений (ДКВ). В диссертации предлагается использовать аналогичный подход к проблеме переноса и< тепловых свойств УНТ, поскольку они представляют большой как практический, так и теоретический интерес, а также по причине большого количества экспериментальных данных по данным наноструктурам.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1) разработать механизмы и условия химической активности поверхности УНТ, определяющие диссоциацию молекул газа и образование новых химических соединений в углеродных нанотрубках с помощью метода уравнений движения;

2) создать микроскопическую- теорию, позволяющую из единых физических представлений описать особенности низкотемпературного поведения- термоэдс, электро- и теплопроводности в «грязных» металлизированных УНТ, где электроны напрямую рассеиваются на структурных дефектах, новых химических связях - статических и оборванных, и на областях ближнего порядка;

3) разработать теорию низкоэнергетических возбуждений типа ближнего порядка в углеродных нанотрубках и рассчитать их- вклад в теплоёмкость УНТ.

Научная значимость диссертации определяется тем; что предложенные в ней физическая модель химической активности поверхности УНТ, теория' низкотемпературного поведения термоэдс, электро- и теплопроводности, теория низкоэнергетических возбуждений* типа ближнего порядка в металлизированных углеродных нанотрубках и< вычисленные одноэлектронные вклады в термоэдс, проводимость, теплопроводность и теплоемкость при низких температурах вносят вклад в развитие физических представлений о природе структурного состояния* и кинетических свойств углеродных наноструктур. В частности, с помощью полученных результатов возможно оценивать концентрацию носителей тока в исследуемых системах, что является актуальным при их практическом применении, например; в наноэлектронике.

Диссертация^ состоит из Введения, четырех глав и Заключения.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Пономарёв, Александр Николаевич

Выводы

В зависимости от того, какой размерностью обладают нанотрубки, теплоёмкость ДКВ при низких температурах может характеризоваться сублинейной и линейной температурной зависимостью, а также может подчиняться почти кубическому закону, как и фононная теплоемкость. Это хорошо согласуется с экспериментальными данными[147, 148, 155], где теплоемкость имеет зависимость С(Т)~Та, где значения а<1 или 2<а<3.

Поведение низкотемпературной теплоемкости нанотрубок несколько отличается от поведения теплоемкости в аморфных системах. В последних наблюдается линейная температурная зависимость теплоемкости в области низких температур, а в УНТ экспериментально наблюдаются и сублинейный, и линейный, и кубический тип зависимости теплоемкости от температуры. Из полученных результатов следует, что тип температурной зависимости теплоемкости определяется типом размерности, которой характеризуются нанотрубки, при этом амплитуда теплоемкости ДКВ определяется химическим потенциалом этих возбуждений и скоростью звука в нанотрубках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации предложена разработанная нами физическая модель сорбционных свойств металлизированных наноструктур, а также микроскопическая теория низкотемпературных электронных и тепловых транспортных свойств углеродных нанотрубок. Для* описания данной теории был проанализирован механизм и условия химической активности поверхности УНТ. Низкотемпературные особенности электронных транспортных свойств углеродных нанотрубок могут быть описаны с помощью классических формул Друде, Видемана-Франца и Мотта. При этом электронное время релаксации вычислено нами с помощью квантово-механической техники, с учетом многократного упругого рассеяния электронов на примесях и областях структурных неоднородностей, формирующихся в нанотрубках в процессе их приготовления. Результаты наших расчетов показали, что низкотемпературное поведение электросопротивления, теплопроводности и термоэдс в УНТ может определяться упругим электронным рассеянием на ближнеупорядоченных областях. При этом для величины сопротивления и теплопроводности определяющей является концентрация носителей тока, а для термоэдс это не важно. Именно поэтому в литературе и существует такой большой разброс данных по удельному электросопротивлению и теплопроводности.

В настоящей работе мы показали следующее:

1) разработан механизм и условия химической активности поверхности

УНТ. Проведено исследование квантовой кинетики многоэлектронной системы при диссоциации и образовании новых структур. Рассмотрена релаксация возбужденных электронов атомов газа с помощью метода уравнений движения и описаны механизмы и условия, определяющие диссоциацию молекул газа и образование новых химических соединений.

Показано, что на первой стадии адсорбции в углеродных нанотрубках затухание электронных состояний не играет решающей роли, а диссоциация

112 молекулы кислорода происходит вследствие резкого увеличения колебательной моды молекул в смешанном состоянии, обусловленной резонансом между частотой» собственных, колебаний^, роль которых играет энергия гибридизации (в единицах Ь); и частотой вынуждающей силы, равной частоте перехода между молекулярными и валентными электронными состояниями поверхности. Эти две величины и. положение уровня ферми определяют барьер диссоциации. В; отсутствие резонанса диссоциация не происходит, а сами молекулы; могут осаждаться на поверхность.

2) создана теория,. позволяющая: описать особенности низкотемпературного поведения термоэдс, электро- и теплопроводности: в «грязных»- металлизированных углеродных нанотрубках, где электроны напрямую рассеиваются на структурных дефектах,' примесях, новых химических связях (статических и оборванных) и на областях ближнего порядка. Результаты наших расчетов показали, что низкотемпературное поведение электросопротивления^ теплопроводности и термоэдс в УНТ может , определяться^ упругим электронным рассеянием:; на ближнеупорядоченных областях. При этом для» величины: сопротивления: и теплопроводности" определяющей является? концентрация? носителей тока, а для термоэдс это не важно. .

3) проведено теоретическое .исследование низкоэнергетических возбуждений в; УНТ и расчет их вклада в теплоемкость. Показано, что поведение низкотемпературной теплоемкости нанотрубок несколько: отличается от поведения теплоемкости в аморфных системах. В последних наблюдается линейная температурная зависимость теплоемкости в области низких температур; а в УНТ экспериментально: наблюдаются и сублинейный, и линейный, и кубический тип зависимости-теплоемкости от температуры. Из полученных результатов следует, что тип температурной зависимости теплоемкости определяется типом размерности, которой характеризуются нанотрубки при определенных условиях. При этом

113 амплитуда теплоемкости ДКВ определяется химическим потенциалом этих возбуждений и скоростью звука в нанотрубках.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Пономарёв, Александр Николаевич, 2011 год

1. S. 1.jima. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991. Vol. 354. Pp.56-58.

2. Косаковская З.Я., Чернозатонский JI.A., Федоров E.A. Нановолоконная углеродная структура // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56, №1. С. 26-30.

3. Ведяев А. В., Егорушкин В. Е., Мельникова Н. В. // О низкотемпературных аномалиях свойств аморфных систем и сплавов. Теор. и матем. Физика. 1988. Т. 71, №1. С.259-269.

4. Егорушкин В.Е., Мельникова Н.В. Низкотемпературная теплопроводность аморфных металлов и сплавов// ЖЭТФ. 1993. Т. 103, №1, С. 189-203.

5. Егорушкин В.Е., Мельникова Н!В. Структурная релаксация аморфных металлических сплавов // ЖЭТФ. 1993. Т. 103, №2. С.214-226.

6. Мельникова Н.В., Егорушкин В.Е. Аморфные металлы: структурный беспорядок и кинетические свойства. Изд-во HTJI, Томск, 2003.

7. Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Physical Properties of Carbon Nanotubes. Imperial College Press, London,, 1998.

8. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P:C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes. Academic Press, San Diego, 1996.

9. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 60. Pp. 2204-2206.

10. Елецкий A.B. Сорбционные свойства углеродных наноструктур// УФН. 2004. Т. 174, № 11. С.1191-1231.

11. Avouris Ph., Martel R., Ikeda Y., et al. Electrical properties of carbon nanotubes: spectroscopy, localization and electrical breakdown. Science and Application of Nanoubes // Ed. by Tomanek. Kluwer Academic, Plenum Publishers, New York, 2000.

12. Quyang M., Huang J.-J., Cheung Ch. L., Lieber Ch.M. Energy gaps in "metallic" single-walled carbon nanotubes // Science. 2001.Vol. 292, p.702-705.

13. Металлические стекла. Вып. И. Атомная структура и динамика, электронная структура, магнитные свойства // Под ред. Бека Г. и Гюнтеродта. Г. Пер. с агл. -М.: Мир, 1986. 454 с.

14. Joshua P. Small, Li Shi, Philip Ют. Mesoscopic thermal and thermoelectric measurements of individual carbon nanotubes // Sol. St. Comm. 2003. Vol. 127, Pp. 181-186.

15. Hunklinger S.V., Schickfus M. Acoustic and dielectric properties of glasses at low temperatures. Amorphous solids: Low-temperature properties. Berlin, 1981.

16. Металлические стекла. Ионная структура, электронный перенос и кристаллизация // Под ред. Г. Гюнтеродта и Г. Бека. Пер. с агл. — М.: Мир, 1983.-376 с.

17. Lasjaunias J. С., Biljakovicl К., Benes Z., et al. Low-temperature specific heat of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 65. Pp. 113409.

18. Lasjaunias J. C., Biljakovic K., Monceau P., et al. Low-energy vibrational excitations in carbon nanotubes studied by heat capacity // Nanotechnology. 2003. Vol. 14. Pp. 998-1003.

19. Iijima S, Ichihashi T. Single — shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature. 1993'. Vol. 363. Pp. 603-605.

20. De Heer W. A. and Ugarte D. Carbon,Onions Produced by Heat Treatment of Carbon Soot and Their Relation to the 217.5 nm Interstellar Absorption Feature // Chem. Phys. Lett. 1993. Vol. 207. Pp. 480-486.

21. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes. Academic Press, San Diego, 1996.

22. Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M.S. Physical Properties of Carbon Nanotubes. World-Scientific, Singapore, 1998.

23. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Avouris P. Carbon Nanotubes. Synthesis, Structure, Properties, and Applications // Topics in Applied Physics. 2001. Vol. 80. Pp. 1-425.

24. De Heer Walt A., Châtelain A., Ugarte D. A Carbon Nanotube FieldEmission Electron Source // Science. 1995. Vol. 270. Pp. 1179-1180.

25. Chernozatonskii L. A. et al. Electron Field Emission from Nanofilament Carbon Films // Chem. Phys. Lett. 1995. Vol. 233. Pp. 63-68.

26. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки // УФН. 1997. T. 167, № 9. С. 945-972.

27. Wong S. S. et al. Carbon Nanotube Tips: High-Resolution Probes for Imaging Biological Systems // J. Am. Chem. Soc. 1998. Vol. 120. Pp. 603-604.

28. Wong S. S. et al. Single-walled carbon nanotube probes for high-resolution nanostructure imaging // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. Pp. 3465-3467.

29. Nagy G et al. Carbon nanotube tipped atomic force microscopy for measurement of < 100 nm etch morphology on. semiconductors // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. Pp. 529-531.

30. Eletskii A. V. Carbon nanotubes and their emission properties // PHYS-USP. 2002. Vol. 45, no. 4. Pp. 369-402.

31. Eletskii A. V. EndohedraL structures // PHYS-USP. 2000:, Vol. 43, no. 2. Pp. 111-137.

32. Rakov E. G.Methods for preparation of carbon.nanotubes // Russ. Chem. Rev. 2000. Vol. 69, no. 1. Pp. 35-52.33: Loiseau A. Understanding Carbon Nanotubes: From Basics to-Applications (Lecture Notes in Physics). Springer-Verlag, Berlin, 2006.

33. Thess A., Lee R., Nikolaev P., et al. Crystalline Ropes of Metallic Carbon Nanotubes // Science. 1996. Vol. 273. Pp. 483-487.

34. Morpurgo et al. Gate-Controlled Superconducting Proximity Effect in Carbon Nanotubes // Science. 1999. Vol. 286. Pp. 263-265.

35. Journet С., Maser W. К., Bernier P., et. al. Large-scale production of singlewalled carbon nanotubes by the electric-arc technique // Nature. 1997. Vol. 388. Pp.756-758.

36. Lamy M. de la Chapelle, Lefranta S., Journet C., et. al. Raman studies on single wall nanotubes produced by the electric arc technique // Carbon. 1998. Vol. 36. Pp. 705-708.

37. Journet C. Bernier P. Production of carbon nanotubes // Appl. Phys. A. 1998. Vol. 67. Pp. 1-9.

38. Cowley J. M., Nikolaev P., Thess A. et. al. Electron nano-diffraction study of carbon single-walled nanotube ropes // Chem. Phys. Lett. 1997. Vol. 265. Pp. 379-384.

39. Henrard L., A. Loiseau, C. Journet, et. al. Study of the symmetry of singlewall nanotubes by electron diffraction // Eur. Phys. J. B. 2000. Vol. 13. Pp. 661669.

40. Al'tshuler B.L., Aronov A.G. Contribution to the theory of disordered metals in strongly doped semiconductors // Solid State Commun. 1979. Vol. 30, Pp. 968976.

41. Al'tshuler B.L., Aronov A.G. Influence of electron-electron correlations on the resistivity of dirty metals // JETP Letters. 1978. Vol. 27. Pp. 662-664.

42. Mensah N.G., Nkrumah G., Mensah S.Y., et. al. Temperature dependence of the thermal conductivity in chiral carbon nanotubes // Phys. Lett. A. 2004. Pp. 329369-329378.

43. Mensah S.Y., Allotey F.K.A., Mensah N.G., et. al. Differential thermopower of a CNT chiral carbon nanotubes // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. Pp. 135653-135662.

44. Егорушкин B.E., Кулькова C.E., Мельникова H.B., Пономарев А.Н. К квантовой теории химической активности поверхности переходных металлов. ЖЭТФ. 2005. Т. 128, № 2(8). С. 403-410.

45. Egorushkin V. E., Mel'nikova N. V., Ponomarev A. N. The role of structural inhomogeneities in the temperature behavior of the thermopower in metallized nanotubes with impurities // Russian Physics Journal. 2009. Vol. 52. Pp. 252-264. ■

46. Egorushkin V. E., Melnikova N. V., Ponomarev A. N., et al. Anomalous thermal conductivity in multiwalled carbon-nanotubes with impurities and short-range order // J: Physics: Conference Series. 2010. Vol. 248. Pp. 012005-1012005-8.

47. Egorushkin V., Mel'nikova N., Ponomarev A., et al. Lоw-temperature peculiarities of electron transport properties of carbon nanotubes // Journal, of Materials Science;and' Engineering. 201l.Voll lr, по:2^ Рр. Г6Г-167!

48. Egorushkin V. Е., Melnikova?: N. V. and Ponomarev А; N. Oxygen adsorption in carbon nanotubes // International Conference on Theoretical Physics «DUBNA-NANO 2010». Book of abstracts, Russia, Dubna: 2010. Pp. 128-128.

49. Егорушкин В. E., Мельникова Н. В., Пономарев А. Н. и др. Низкотемпературная теплопроводность металлизированных многостенных углеродных нанотрубок // Наноструктурные материалы — 2010: Беларусь-Россия-Украина. Сборник тезисов, Киев: 2010, С. 35-35.

50. Егорушкин В.Е., Мельникова Н.В., Пономарёв А.Н. Бобенко Н.Г. Низкотемпературное поведение кинетических свойств углеродных нанотрубок // Труды научной сессии МИФИ-2011. Т.2 Фундаментальные проблемы науки. Россия, Москва: 2011. С. 65-66.

51. Guo Т., Nikolaev Р., Rinzler D., et. al. Self-Assembly of Tubular Fullerenes //J. Phys. Chem. 1995. Vol. 99. Pp. 10694-10697.

52. V. Ivanov, Fonsecaa A., Nagy J. В., at all. Catalytic production andpurification of nanotubules having fullerene-scale diameters // Carbon. 1995. Vol.t33, no. 12. Pp. 1727-1738.

53. Peng H. Y., Wang N., Zheng Y. F., et al. Smallest diameter carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77. Pp. 2831-2833.

54. Prinzbach"H., Weiler A., Landenberger P., et al. Gas-phase production and photoelectron spectroscopy of the smallest fullerene, C2o // Nature. 2000. Vol. 407. Pp. 60-63.

55. Bernaerts D et al. Physics and Chemistry of Fullerenes and Derivatives // Proc. of the Intern. Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials // Eds Kuzmany H., Fink J., Mehring M., Roth S. et al. World Scientific, Singapore, 1995.

56. Zettl A., Cumings J. Electronic Properties of Novel Materials Molecular Nanostructures // AIP Conf. Proc. of XIV Intern. Winterschool / Euroconf., Eds Kuzmany H., Fink J., Mehring M., Roth S. et al. AIP Melville, N.Y.: 2000. Vol. 544. P. 526

57. Mordkovich V.Z. Intercalation into carbon nanotubes // Carbon. 1996. Vol.34. Pp. 1301-1303.

58. Eletskii A.V. Transport properties of carbon nanotubes // Physics Uspekhi. 2009. Vol. 52. Pp. 209-224.

59. Shakir M.I., Nadeem M., Shahid S.A., et al. Carbon nanotube electric field emitters and applications //Nanotechnology. 2006. Vol. 17. Pp. R41-R56.

60. De Jonge A1. N., Bonard J. N. Carbon nanotube electron sources and applications // Phil. Trans. R. Soc. A. 2004. Vol. 362. Pp. 2239-2266 (2004)

61. Cheng Y., Zhou O. Electron field emission from carbon nanotubes // C.R. Phys. 2003. Vol. 4. Pp. 1021-1033.

62. Futaba D. N., Hata K., Yamada T., et al. Shape-engineerable and highly densely packed single-walled carbon nanotubes and their application as super-capacitor electrodes // Nature Mater. 2006. Vol. 5. Pp. 987-994.

63. Kamat P. V. Harvesting photons with carbon nanotubes // Nanotoday. 2006. Vol. 1, no. 4. Pp. 20-27.

64. Jang J. E., Cha S. N., Choi Y., et al.' Nanoelectromechanical switches with vertically aligned carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 87. Pp. 163114163116.

65. Luccr M., Regoliosia P., Reale A., et al. Gas sensing using single wall carbon nanotubes ordered with dielectrophoresis // Sensors Actuators B. 2005. Vol. 181.Pp. 111-112.

66. Huang N. Y., She J. C., Chen Jun, et al. Mechanism Responsible for Initiating Carbon Nanotube Vacuum Breakdown // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol; 93. Pp. 075501-1-075501-4.

67. Bocharov G. S., Eletskii A. V. Thermal1 instability of field emission from carbon nanotubes // Tech: Phys. 2007. Vol. 52. Pp. 498-503.

68. Bonard J.-M., Christian K., Kenneth D. A., et al. Degradation and failure of carbon nanotube field emitters // Phys. Rev. B. 2003. Vol. 67. Pp. 115406-1115406-10.

69. Dillon A. C., Jones K. M., Bekkedahl T. A., et al. Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes //Nature. 1997. Vol. 386. Pp. 377-379.

70. Dillon A. C., Gilbert K.E.H., Parilla, P.A., et al. Hydrogen storage in singlewall nanotubes // Fullerenes. 1999. Vol. 3. Pp. 716-734.

71. Ye Y., Ahn C. C., Witham C. et al. Hydrogen adsorption and cohesive energy of single-walled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 1994. Vol. 74. Pp. 2307-2309.

72. Chen P., Wu X., Lin J., et al. High H2 uptake by alkali-doped carbonnanotubes under ambient pressure and moderate temperatures // Science. 1999. Vol. 285. Pp. 91-93.

73. Lawrence J., Xu Gu. High pressure saturation of hydrogen stored by singlewall carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 84. Pp. 918-920.

74. Fujiwara A., Ishiia K., Suematsu H., et al. Gas adsorption in the inside and outside of single-walled carbon nanotubes // Chem. Phys. Let. 2001. Vol: 336. Pp. 205-211.

75. Inoue S., Ichikuni N., Suzuki T., et al. Capillary Condensation» of N2 on Multiwall Carbon Nanotubes // J. Phys. Chem. B. 1998. Vol. 102. Pp. 4689-4692.

76. Sorescu D. C., Jordan K. D., Avouris P. Theoretical study of oxygen adsorption on graphite and the (8,0) single-walled carbon nanotube // J. Phys. Chem. B. Vol. 105. Pp. 11227-11232.

77. Peng S., Cho K. Chemical control of nanotube electronics // Nanotechnology. 2000. Vol. 11. Pp. 57-60.

78. Jhi S.-H., Louie S. G., Cohen M. L. Electronic Properties of Oxidized CarbonNanotubes //Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. Pp. 1710-1713.

79. Nilsson A'., Palmer R. E., Tillborg H., et al. Orientation-dependent final-state effects in photoelectron spectra of physisorbed molecules // Phys. Rev. Lett. 1992. Vol. 68. Pp. 982-985.

80. Ulbricht H, Moos G, Hertel T. Physisorption of molecular oxygen on singlewall carbon nanotube bundles and graphite // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 66. Pp. 075404-1-075404-7.

81. Zhu X.Y., Lee S.V., Lee Y.H, et al. Adsorption and Desorption of an O2

82. Molecule on CarbonNanotubes //Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. Pp. 2757-2760.122N

83. Luo Ji, Zhang Z. X., Peng L.-M., et al. Calculations of adsorption of СЬ and H20 on a carbon nanotube tip in field-emission conditions // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. Vol.36. Pp. 3034-3038.

84. Zhao J. J., Buldum A., Lu J. P. Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles //Nanotechnology. 2002. Vol. 13. Pp. 195-200.

85. Пул Ч. Нанотехнологии : учеб. пособие для вузов / Пул Ч., Оуэне Ф.; ред. пер. с англ. Головин Ю. И. 3-е изд., доп. - М. : Техносфера. 2007. 375 с.

86. T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, Н. Hiura, et al. Electrical conductivity of individual carbon nanotubes //Nature. 1996. Vol. 382. Pp. 54-56.

87. Postma H. W. Ch., de Jonge M., Yao Z., et al. Electrical transport through carbon nanotube junctions created by mechanical manipulation // Phys. Rev. B. 2000. Vol. 62. Pp. R10653 R10656.

88. Gao В., Chen Y.F., Fuhrer M.S., et al. Four-Point Resistance of Individual Single-Wall Carbon Nanotubes // Phys.Rev.Lett. 2005. Vol. 95. Pp. 196802-1196802-4.

89. Li D.-C., Dai L., Huang S., Mau A.W.H., et al. Structure and growth of aligned carbon nanotube films by pyrolysis // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 316. Pp. 349-355.

90. Song S.N., Wang X.K., Chang R.P.H., et al. Electronic properties of graphite nanotubules from galvanomagnetic effects // Phys. Rev. Lett. 1994. Vol. 72. Pp. 697-700.

91. Langer L., Stockman L., Heremans J.P., et al. Electrical resistance of a carbon nanotube bundle // J. Mater. Res. 1994. Vol. 9. Pp. 927-932.

92. De Heer W., Bacsa W.S., Chatelain A., et. al. Aligned Nanotube Films: Production and Optical and Electronic Properties // Science. 1995. Vol. 268. Pp. 845-847.

93. Larkin A. I., Khmelnitskii D. E. Activation conductivity in disordered systems with large localization length // Sov. Phys. JETP. 1982. Vol. 56. Pp. 647652.

94. Lan Ch., Amama P. B., Fisher T. S., et. al. Correlating electrical resistance to growth condition for multiwalled carbon nanotubes // Applied Phys. Lett. 2007. Vol. 91. Pp. 093105-1-093105-3.

95. Tans S .J., Devort M.H., Dai H.et al. Individual single-wall carbon nanotubes as quantum wires // Nature 1997. Vol. 386. Pp. 474 477.

96. Bockrath M., Cobden D. H., McEuen P. L., et al. Single-electron transport in ropes of carbon nanotubes // Science. 1997. Vol. 275. Pp. 1922-1925.

97. Bockrath M., Cobden D. H., Liu J., et al. // Nature. 1999. Vol. 397. Pp. 598601.

98. Frank S., Poncharal P., Wang Z. L., et al. Carbon Nanotube Quantum Resistors // Science. 1998. Vol. 280. Pp. 1744 1746.

99. Sanvito S., Kwon Y.-K., Toma'nek D., Lambert CJ. Fractional Quantum Conductance in Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84. Pp. 1974 -1977.

100. Langer L., Bayot V., Grivei E. et al. Quantum Transport in a Multiwalled Carbon Nanotube // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 76. Pp: 479 482.

101. Bachtold A., Strunk C., Salevetat J.-P. Aharonov-Bohm oscillations in. carbon nanotubes //Nature. 1999. Vol. 397. Pp. 673 675.

102. Fischer J.E., Dai H., Thess A.et al. Metallic resistivity in crystalline ropes of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 55. Pp. R4921 -R4924.

103. Kane C.L., Mele E.J., Lee R.S. et al. Temperature Dependent Resistivity of Single Wall Carbon Nanotubes. // Europhys. Lett. 1998. Vol. 41. Pp. 683 688.

104. Song S.N., Wang X.K., Chang R.P.H. et al. Electronic properties of graphite nanotubules from galvanomagnetic effects // Phys. Rev. Lett. 1994. Vol. 72. Pp. 697 700.

105. Langer L., Stockman L., Heremans J.P. et al. Electrical resistance of a carbon nanotube bundle. J. Mater. Res. 1994. Vol. 9. Pp. 927 932.

106. Heer W., Bacsa W.S., Chatelain A.et al. Aligned Carbon Nanotube Films: Production and Optical and Electronic Properties // Science. 1995. Vol. 268. Pp. 845 847.

107. Lee Y.H., Kim D.H., Kim H. et al. Carrier transport and electron fieldemission properties of a nonaligned carbon nanotube thick film mixed with conductive epoxy // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 88. Pp. 4181 4185.

108. Kovaleski V.V., Safronov A.N. Pyrolysis of hollow carbons on melted catalyst // Carbon. 1998. Vol. 36. Pp. 963 968.

109. Saito Y. Nanoparticles and filled nanocapsules // Carbon. 1995. Vol. 33. Pp. 979-988.

110. Li D.-C., Dai L., Huang Set al. Structure and growth of aligned carbon nanotube films by pyrolysis // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 316. Pp. 349 355.

111. Cui H., Stoner B.R. Deposition of aligned» bamboo-like carbon nanotubes via microwave plasma enhanced chemical vapor deposition // J. Appl. Phys. 20001 Vol. 88. Pp. 6072-6074.

112. Altschuler B.L., Aronov A.G. Zero-bias anomaly in tunnel resistance and electron-electron interaction // Solid State Commun. 1979. Vol. 30. Pp. 115-117.

113. Altschuler B.L., Aronov A.G. Zero-bias anomaly in tunnel resistance and electron-electron interaction Sov. Phys. JETP. 1979. Vol. 50. Pp. 968-975.

114. Иванченко Г.С., Лебедев Н.Г. Проводимость двухслойных углеродных нанотрубок в рамках модели Хаббарда // Физика твердого тела. 2007. Т. 49, вып.1. С. 183-189.

115. Баженов А.В., Кведер В.В., Максимов А.А. и др. Комбинационное рассеяние света и инфракрасное поглощение в углеродных нанотрубках // ЖЭТФ. 1998. Т. 113. С. 1883-1891.

116. Каминский В.Э. Модель проводимости жгутов и пленок из углеродных нанотруб // Физика и техника полупроводников. Т. 34, вып. 10. 2000. С. 1250 — 1253.

117. Yoon Y.-G., Delaney P., Louie S. G. Quantum conductance of multiwall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 66. Pp. 073407-1—073407-4.

118. Hansson A., Stafstrom S. Intershell conductance in multiwall' carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2003. Vol. 67. Pp. 075406-1—075406-6.

119. Lunde A.M., Flensberg K., Jauho A-P. Intershell' resistance in. multiwall carbon nanotubes: A Coulomb drag study // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 71. Pp. 125408-1—125408-17.

120. Naeemi A, Meindl ЛЭ. Physical* modeling of temperature coefficient of resistance for single- and multi-wall carbon nanotube interconnects // IEEE Electron Device Letters. 2007. Vol. 28, no 2. Pp. 135-138.

121. Yeh Y.-C., Chang L.-W., MiaoH.-W. et al. Model analysis of temperature dependence of abnormal resistivity of a multiwalled carbon nanotube interconnection //Nanotechnology, Science and Applications. 2010: Vol. З.Рр. 37— 43.

122. Dergan A. Electronic and transport properties of carbon nanotubes. Seminar/ A. Dergan.— University of Ljubljana, 2010.— 14 p.

123. Wang J.-S., Wang J., Zeng N. Nonequilibrium Green's function approach to mesoscopic thermal transport // Phys. Rev. 2006. Vol. 74. P. 3- 4.

124. Ahmed S., Klimeck G. Influence of vacancies on metallic nanotube transport properties //Applied Physics. 2007. Vol. 90. Pp. 182119-1—182119-3.

125. Stoltz G., Lazzeri M., Mauri F. Thermal transport in isotopically disordered carbon nanotubes: a comparison between Green's functions and Boltzmann approaches // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. Vol. 21. Pp. 245302-01 24530211.

126. Matsuda Т., Shirai K., Sato H. et al. Temperature dependence of thermopower in non-magnetic metallic glasses // Materials Sci. and Eng. 1994. Vol. 181/182. Pp.926-931.

127. Erwin J., Armbuster R., Delgano R., Naugle D.G. Thermopower of Cai.xAlx metallic glasses // Phys. Rev. Lett. 1984. Vol. 100, no 2. Pp. 94-100.

128. Попов B.B., Гордеев C.K., Гречинская A.B., Данишевский- A.M. Электрические и термоэлектрические свойства нанопористого углерода // ФТТ. 2002. Т.44, вып. 4. С. 758-761.

129. Sumanasekera G. U. Effects of Gas Adsorption and Collisions on Electrical Transport in Single-Walled Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. Pp. 1096- 1099.

130. Tian M., Li F., Chen L. et al. Thermoelectric power behavior in carbon nanotubule bundles from 4.2 to 300 К // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. Pp. 1166 -1168.

131. Bradley K. et al., Is the Intrinsic Thermoelectric Power of Carbon Nanotubes Positive? // Phys. Rev Lett. 2000. Vol. 85. Pp. 4361 4364.

132. Grigorian L., Sumanasekera G.U., Loper A. L. et. al. Giant thermopower in carbon nanotubes: A one-dimensional Kondo system // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 60. Pp. 11309-11312.

133. Vavro J., Llaguno M.C., Fisher J.E. et al. Thermoelectric power of p-doped single-wall carbon nanotubes and the role of.phonon drag // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 90, no 6. Pp. 065503-1 065503-4.

134. Kong W.J., Lu L., Zhu H.W.et al. Thermoelectric power of a single-walled carbon nanotubes strand // J. Phys.: Condens. Matter. 2005. Vol. 17. Pp.19231928.

135. Hartschuh A. Pedrosa H. N., Novotny L.et al. Simultaneous fluorescence and Raman scattering from single carbon nanotubes // Science. 2003. Vol. 301. Pp.1354-1356.

136. Edward L. Wolf. Nanophysics and Nanotechnology: An Introduction to Modern Concepts in Nanoscience. // Kluwer WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2004.-174 pp.

137. Lasjaunias J. C., Biljakovicl K., Benes Z.et al. Low-temperature specific heat of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 65, Pp. 1134091-113409-4.

138. Lasjaunias J. C., Biljakovic K., Monceau P., Sauvajol J. L. Low-energy vibrational excitations in carbon nanotubes studied by heat capacity // Nanotechnology. 2003. Vol: 14. Pp. 998-1003.

139. Tian M., Li F., Chen L., Mao Z. Thermoelectric power behavior in carbon nanotube bundles from 4.2 to 300lK// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58, no 3. Pp. 11661168.

140. Miyamoto Y., Louie S. G., Cohen M. L. Chiral Conductivities of Nanotubes // Phys.Rev.Lett. 1996t Vol. 76. Pp. 2121 2124.

141. Slepyan G. Ya;, Maksimenko S. A., Lakhtakia A. et al. Electronic and electromagnetic properties of nanotubes // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. Pp. 9485} 9497.

142. Yavtushenko O. M., Slepyan G. Ya. et al. Nonlinear, Electron Transport Effects in a Chiral Carbon Nanotube // Phys. Rev. Lett. 1997. Vol.79. Pp. 11021105:

143. Mensah S. Y., Allotey F. K., Mensah N. G. et al. Differential thermopower of a CNT chiral carbon nanotube // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. Vol.13. Pp.5653-5662.

144. Hone J., Batlogg B., Benes Z. et al. Quantized Phonon Spectrum of SingleWall Carbon Nanotubes // Science. 2000. Vol. 289. Pp. 1730-1733.

145. Rols S., Benes Z., Anglaret E. et al. Phonon Density of States of SingleWall Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Let. 2000. Vol. 85. Pp. 5222-5225.

146. Phillips W.A. Tunneling states in amorphous solids. Low Temp // Phys. 1972. Vol. 7, no 3/4. Pp. 351-360.

147. Anderson P. W., Halperin B. J., Varma M. Anomalous low-temperature thermal properties of glasses and spin glasses// Phil. Mag. 1972. Vol. 5. Pp. 1-9.

148. Kroes G. J., Gross A., Baerends E. J., at al. Quantum theory of dissociative chemisorption on metal surfaces // Acc. Chem. Res. 2002. Vol. 35, 193-200.

149. Hammer В., Norskov J. K. Electronic factors determining the reactivity of metal surfaces // Surface Sci. 1995. Vol. 343. Pp. 211-220.

150. Li W.-X., Stampfl C., Scheffler M. Oxygen adsorption on Ag(lll): A density-functional theory investigation // Phys. Rev. B. 2002. Vol. • 65. Pp. 075407-1—075407-19.

151. Greeley J., Norskov J. K., Mavrikakis M.et al. Electronic Structure and Catalysis on Metal Surfaces // Rev. Phys. Chem. 2002. Vol. 53. Pp. 319-348.

152. Stampfl O., Granduglia-Pirovano M. V., Reuter K.et al. Catalysis and corrosion: the theoretical surface-science context // Surface Sci. 2002. Vol. 500. Pp. 368-394.

153. Иверонова'В. И. Ближний порядок в твердых растворах/ Иверонова В. И., Кацнельсон А. А.— М.: Наука, 1977. 255 с.

154. Лифппщ Е. М. Физическая кинетика / Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П.—М.: Наука. 1979. 525>с.

155. Forro L., Salvetat J.-P:, Bacsa R. et al. Electronic and mechanical properties of carbon nanotubes. Science and Apllication of Nanotubes// Ed. By Tomanek and Enbody. Kluwer Academic/ Plenium Publishers, New York, 2000.

156. Kim P., Shi* L., Majumdar A., McEuen P.L. Thermal transport measurements of individual multiwalled nanotubes// Phys. Rev. Lett. 2001. Vol.87, no 21. Pp. 215502-1 215502-4.

157. Абрикосов А. А. Методы квантовой теории поля в статистической физике / Абрикосов А. А., Горьков JL П., Дзялошинский И. Е. -М.: Физматгиз. 1962. 444 с.

158. Левитов JI.C. Функции Грина Задачи с решениями. 2-е изд., дополн./ Левитов Л.С., Шитов A.B. -М.: Физматлит. 2002. 352 с.

159. Gor'kov L.P., Larkin A J., Khmel'nitsky D.E. Particle conductivity in a two-dimensional random potential// JETP Lett. 1979. Vol. 30, no 4. Pp. 228-232.

160. A. Bachtold, M. S. Fuhrer, S. Plyasunov, et al. Scanned Probe Microscopy of Electronic Transport in Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84, no 26. Pp. 6082-6085.

161. Jang J.W. et all Growth-temperature induced metal-insulator transition in bamboo-shaped multiwalled carbon nanotubes // Solid State Communications. 20021. Vol. 124. Pp. 147-150.

162. Graugnard E., De Pablo P. J., Walsh В., et al. Temperature dependence of the conductance of multiwalled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. Vol. 64. Pp. 125407-1—125407-7.

163. Hone J., Whitney M., Zettl A. Thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes // Synthetic Met. 1999. Vol. 103. Pp. 2498-2499.

164. Hone J. et al. Thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 59. Pp. R2514-R2516.

165. Volokitin Y., Sinzig J., deJonghL. J. et al. Quantum-size effects in the thermodynamic properties of metallic nanoparticles // Nature. 1996. Vol. 384. Pp.621-623.

166. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов / И.П. Суздалев.—М.: КомКнига. 2006.592 с.

167. Hirahara К., Suenaga К., Bandow S. One-Dimensional Metallofullerene Crystal Generated Inside Single-Walled Carbon Nanotubes// Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. Pp.5384-5387.

168. Petrov A.G., Rotkin S.V. Transport in nanotubes: Effect of remote impurity scattering//Phys. Rev. B. 2004. Vol. 70. Pp. 035408-1-035408-10.

169. Egomshkin V.E., Melnikova N.V., Ponomarev A.N., Bobenko N.G. Low-temperalure electron transport properties of carbon nanotubes // Thi rteenth, annual conference «YUCOMAT 2011». Book of abstracts, Herceg Novi, Montenegro: 2011. Pp. 140-140.У