Fullerének és szén nanocsövek előadás fizikus és vegyész hallgatóknak (2011 tavaszi félév – április 4.) Kürti Jenő Koltai János (helyettesítés) ELTE Biológiai.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Getting started with intercultural dialogue - perspectives from HungaryAvviare il dialogo interculturale – prospettive nei musei ungheresiGetting started.
Advertisements

Eisenbahn-Unfalluntersuchungsstelle des Bundes KBSZ Szakmai találkozó Siófok, október 8. Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung.
A tbc halandósági helyzete Magyarországon
Nyereményjátékok és a Facebook - aki mer, az nyer!?”
Erőállóképesség mérése Találjanak teszteket az irodalomban
Pannon Egyetem – Fizika Intézet University of Pannonia – Institute of Physics Metamer minták „előállítása” és színinger-metrikai felhasználása ’Producing’
Optikai sugázrás hatása az emberi bőrre és szemre
Nyugdíjreform folyt. köv.? Pension Reform To Be Continued? Bodor András “PENSION REFORM IN HUNGARY: DO WE NEED ONE (PILLAR) MORE?” symposium Washington.
Bevezetés a tárgyakhoz Tárgyak  Objects are the containers for values of a specified type  Objects are either signals, variables or constants  Once.
Fehérjék 4 Simon István. Predicting protein disorder - IUPred Basic idea: If a residue is surrounded by other residues such that they cannot form enough.
Fehérjék 2 Simon István MTA Enzimológiai Intézet.
SZÉN NANOSZERKEZETEK (FULLERÉNEK, SZÉN NANOCSÖVEK, GRAFÉN)
Basics A few things one must know. Slides Insert a title slide Put a title on it.
SZERKEZETI FÖLDTAN ÉS A FÖLD BELSŐ FELÉPÍTÉSE Szerkezeti földtan 1. előadás
Az erőátviteli rendszer
Infokommunikációs rendszerek 12
Infokom. rendsz. 11. előadás nov Kommunikációs rendszerek alapjai 11. előadás Rádiós adathálózatok Bluetooth, ZigBee, WiFi, WiMAX, Takács.
Infokommunikációs rendszerek 11
ADATBÁZISOK
The worlds biggest hole is located in Russia. The giant hole is actually a diamond mine in Eastern Siberia near the town of Mirna.It is 525 m deep and.
Vörös László PTE Térelemzés F. Farkas Tamás képeihez Vázlat Ybl 2011.
A hagyományos kardiovaszkuláris rizikófaktorok és a diabetes
Érfali rigiditás dializált betegekben Dr.Csiky Botond orvos-igazgató PTE ÁOK II. sz. Belgyógyászati Klinika és Nephrológiai Centrum, FMC Dialízis Centrum,
Fénynél sebesebben? Kísérleti kétségek és remények ELTE, 2011 október 5.
Bevezetés a kísérleti részecskefizikába 2OO7.
Európai Neutronkutató Központ létesítése Magyarországon
KÖZÉP-ÁZSIA:A GREAT GAME- MASODIK FELVONÁS Tamás Pál MTA SZKI.
„MICROSOFT IT ÜZLETI INTELLIGENCIA MEGOLDÁS BEMUTATÓ” Avagy az IT adat vizualizációs lehetőségi egyéb szervezeti egységek felé („ablak” a nagyvilágra)
Válogatott fejezetek sejtbiológiából („VFSB”, BSc, biomérnök)
Elektroanalitikához segédábrák Az ábrák több, részben szerzői jogokkal védett műből, oktatási célra lettek kivéve. Csak az intranetre tehetők, továbbmásolásuk,
Kajcsos Zsolt MTA KFKI Részecske-és Magfizikai Kutató Intézet Nagyspinű és kisspinű állapotok tanulmányozása pozitrónium kölcsönhatások által.
Biometria I. SANB_BI1019 Pearson-féle Chi-négyzet (χ2) teszt Molnár Péter Állattani Tanszék
Veleszületett szívhibában szenvedők szív transzplantációjának jelene, jövője Prof. Dr. Bodor Elek.
var q = ( from c in dc.Customers where c.City == "London" where c.City == "London" select c).Including( c => c.Orders ); select c).Including(
Tanulni, tanulni, tanulni Értékesítői képességek, a személyzet képzése.
rész. Termodinamikai alapok Entalpia: H = U + pV; reakcióhő nyitott edényben, vagyis ha p = const. Entalpiadiagramok:
Termomechanikus aktuátorok BME Elektronikus Eszközök Tanszéke Székely Vladimír Budapest, 2007.
Termikus szimuláció kiegészítés. Heat equation Boundary conditions ­second kind (Neumann) ­third kind (Robin) ­first kind (Dirichlet)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 1 Tokozások termikus tesztje, minősítése.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 9 / 1 C h a p t e r 9 Semi-Rigid Connections in Steel Construction.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 7 / 1 C h a p t e r 7 Behaviour of Plate Elements of Steel Frames.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 6 / 1 C h a p t e r 6 Elastic Critical Plate Buckling Loads.
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával Chapter 1 / 1 C h a p t e r 1 Introduction.
History and culture of Finland. History Sweden lost it’s position as a great power in the 18th century and the pressure of Russia increased.
Nanocsövek állapotsűrűségének kísérleti vizsgálata Veres Miklós MTA SZFKI
Schematic section of a chick embryo neural tube, showing the position of the nucleus in a neuroepithelial cell as a function of the cell cycle. Mitotic.
FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK
TALÁLTAM EGY OLDALT AHOL EZEKET A “TOJÁSOKAT” LEHET LÁTNI. NAGY MÛVÉSZNEK KELLET LENNI, HOGY ILYEN SZÉPEN TUDTA FORMÁZNI A TOJÁSOK HÉJÁT, DE SZERINTEM.
Department of Applied Mechanics – Budapest University of Technology and Economics Magas röptű robotok a mennyezeten Magas röptű robotok a mennyezeten Stépán.
Sándor Sándor Weöres poet, literary translator, writer.
Topological phase transitions in equilibrium network ensembles Collegium Budapest, June 2004 Networks and Risks Thematic Institute How do the properties.
A KÖVETKEZŐKBEN SZÁMOZOTT KÉRDÉSEKET VAGY KÉPEKET LÁT SZÁMOZOTT KÉPLETEKKEL. ÍRJA A SZÁMOZOTT KÉRDÉSRE ADOTT VÁLASZT, VAGY A SZÁMOZOTT KÉPLET NEVÉT A VÁLASZÍV.
FULLERÉNEK ÉS SZÉN NANOCSÖVEK előadás fizikus és vegyész hallgatóknak (2008 tavaszi félév – április 16.) Kürti Jenő ELTE Biológiai Fizika Tanszék
SZÉN NANOSZERKEZETEK (FULLERÉNEK, SZÉN NANOCSÖVEK, GRAFÉN)
SZÉN NANOSZERKEZETEK SZÉN NANOCSÖVEK I. előadás fizikus és kémikus hallgatóknak (2015. tavaszi félév – május 4.) Kürti Jenő ELTE Biológiai Fizika Tanszék.
Miklós Kóbor Department of Geophysics & Space Sciences,
Fullerének és szén nanocsövek
SZÉN NANOSZERKEZETEK (FULLERÉNEK, SZÉN NANOCSÖVEK, GRAFÉN)
SZÉN NANOSZERKEZETEK (FULLERÉNEK, SZÉN NANOCSÖVEK, GRAFÉN)
Isoprostanes constrict human radial artery by stimulation of thromboxane receptors, Ca2+ release, and RhoA activation  Irem Mueed, PhD, Tracy Tazzeo,
Volume 18, Issue 1, Pages (July 2015)
Rate of severe hypoglycemia in patients receiving intensive therapy.
What would x have to be in order for the mean to be 8?
23. The Milky Way Galaxy The Sun’s location in the Milky Way galaxy
Eastern Analytical Symposium, Princeton NJ
Developing, understanding and using nutrient boundaries
Composite maps (first order, see Table) show regional cerebellar activation during the four reading tasks. Composite maps (first order, see Table) show.
The cardiac cycle and pressure changes
CARBON NANOSTRUCTURES (Fullerenes, Carbon Nanotubes, Graphene)
Dalit Shental-Bechor, Turkan Haliloglu, Nir Ben-Tal 
Előadás másolata:

Fullerének és szén nanocsövek előadás fizikus és vegyész hallgatóknak (2011 tavaszi félév – április 4.) Kürti Jenő Koltai János (helyettesítés) ELTE Biológiai Fizika Tanszék

C h = n·a 1 +m·a 2 ; pl. (n,m)=(6,3) 6 3 C h kiralitási („felcsavarási”) vektor

ELEKTROMOS TULAJDONSÁGOK

Félvezetők vagy fémesek n - m = 3q (q: egész): fémes n - m  3q (q: egész): félvezető

ZONE FOLDING METHOD („ZÓNAHAJTOGATÁS”)

TB Band Structure of 2D Graphene conduction band valence band  K M zone folding ac zz (from McEuen’s website) || METAL: n-m = 3q

Contour plot of the electronic band structure of graphene. Eigenstates at the Fermi level are black; white marks energies far away from the Fermi level. The inset shows the valence (dark) and conduction (bright) band around the K points of the Brillouin zone. The two bands touch exactly at K in a single point. E ± (k) = γ 0  3 + 2cosk · a 1 + 2cosk · a 2 + 2cos k · (a 1 − a 2 ) tight binding (nearest neighbour)  M K σ σ σ pzpz

tube axis

a) Allowed k lines of a nanotube in the Brillouin zone of graphene. b) Expanded view of the allowed wave vectors k around the K point of graphene. k  is one allowed wave vector around the circumference of the tube; k z is continuous. The open dots are the points with k z = 0; they all correspond to the Γ point of the tube. K

K k·c = (k  +k z )·c = k  ·(n 1 ·a 1 + n 2 ·a 2 ) = 2π·q

k i ·a j = 2πδ ij k·c = k·(n 1 ·a 1 + n 2 ·a 2 ) = 2π·q k K ·c = 1/3 ·(k 1 – k 2 ) ·(n 1 ·a 1 + n 2 ·a 2 ) = 1/3 ·(n 1 – n 2 ) ·2π k K = 1/3 ·(k 1 – k 2 ) !!!

Van Hove szingularitás E

(17,0) cikk-cakk cső 2,4eV Félvezető

(18,0) cikk-cakk cső Fémes

(10,10) karosszék cső Fémes

(14,6) királis cső Félvezető

(16,1) királis cső Fémes

11 22 Kataura plot

(a) Kataura plot: transition energies of semiconducting (filled symbols) and metallic (open) nanotubes as a function of tube diameter. (Calculated from the Van-Hove singularities in the joint density of states within the third-order tight-binding approximation.) (b) Expanded view of the Kataura plot highlighting the systematics in (a). The optical transition energies follow roughly 1/d for semiconducting (black) and metallic nanotubes (grey). The V-shaped curves connect points from selected branches (2n+m = 22, 23 and 24). For each nanotube subband transition E ii it is indicated whether the ν = −1 or the +1 family is below or above the 1/d average trend. Squares (circles) are zigzag (armchair) nanotubes.

K M  n=3i n=3i+1 x 1/d n mod 3 = 2n mod 3 = 0n mod 3 = 1 n=3i+2 triad structure of zigzag tubes (due to trigonal warping)

K trigonal warping

Lines of allowed k vectors for the three nanotube families on a contour plot of the electronic band structure of graphene (K point at center). (a) metallic nanotube belonging to the ν = 0 family (b) semiconducting −1 family tube (c) semiconducting +1 family tube Below the allowed lines the optical transition energies E ii are indicated. Note how E ii alternates between the left and the right of the K point in the two semiconducting tubes. The assumed chiral angle is 15◦ for all three tubes; the diameter was taken to be the same, i.e., the allowed lines do not correspond to realistic nanotubes.

Kis átmérőjű szén nanocsövek (görbületi effektusok)

MOTIVÁCIÓ  Lehetővé vált kis átmérőjű nanocsövek előállítása: - HiPco ( 0.8 nm) - CoMocat ( 0.7 nm) - DWNTs, borsók (peapods) melegítésével ( 0.6 nm) - növesztés zeolit csatornákban ( 0.4 nm)  FELMERÜLŐ KÉRDÉS: A KIS ÁTMÉRŐJŰ CSÖVEK TULAJDONSÁGAI (geometria, sávszerkezet, rezgési frekvenciák stb) KÖVETIK-E A NAGY ÁTMÉRŐJŰ CSÖVEKÉT? grafénból „zónahajtogatás”-sal NEM

M. J. Bronikowski et al., J. Vac. Sci. Technol. A 19, 1800 (2001) High-Pressure CO method (HiPco) diameter down to  0.7 nm

peapods double-walled carbon nanotubes heating S.Bandow et al., CPL 337, 48 (2001) inner tube diameter down to  0.5 nm

SWCNT in zeolite channel (AFI)(d SWCNT  0.4 nm) picture from Orest Dubay J.T.Ye, Z.M.Li, Z.K.Tang, R.Saito, PRB (2003) O Al or P

FIRST PRINCIPLES CALCULATIONS DFT: LDA plane wave basis set, cutoff: 400 eV G. Kresse et al Wien Budapest Lancaster

arrangement: tetragonal (hexagonal for test) distance between tubes: l = 0.6 nm (1.3 nm for test) hexa tetra

r1r1 r2r2 r3r3 11 22 33 bond lengths bond angles (4,2) d c 56 atoms building block

tube axis ideal hexagonal lattice

tube axis d increases c decreases

tube axis extra bond misalignment 11

GEOMETRY OPTIMIZATION

diameter

1/d vs 1/d 0 DFT optimized diameter 1/d 0 (nm -1 ) 1/d (nm -1 ).  ZZ  AC  CH r 0 = nm

(d-d 0 )/d 0 vs 1/d 0 relative change 1/d 0 (nm -1 ) (d-d 0 )/d 0 (%).  ZZ  AC  CH r 0 = nm (9,0) : 1.06 ± 0.01 %

(d-d 0 )/d 0 vs 1/d 0 relative change 1/d 0 (nm -1 ) (d-d 0 )/d 0 (%).  ZZ  AC  CH r 0 = nm (9,0) : 1.06 ± 0.01 %

length of the unit cell

unit cell lengths vs 1/d 0 relative change 1/d 0 (nm -1 ) (c-c 0 )/c 0 (%).  ZZ  AC  CH r 0 = nm ZZ triads (9,0) : ± 0.01 %

bond lengths

(r 1 -r 0 )/r 0 vs 1/d relative change 1/d (nm -1 ) (r 1 -r 0 )/r 0 (%).  ZZ  AC  CH r 0 = nm ZZ triads (9,0) : ± %

(r 2 -r 0 )/r 0 vs 1/d relative change 1/d (nm -1 ) (r 2 -r 0 )/r 0 (%).  ZZ  AC  CH r 0 = nm ZZ triads

bond angles

bond angle  1 vs 1/d 0 DFT optimized 1/d 0 (nm -1 )  1 (deg).  ZZ  AC  CH r 0 = nm

pyramidalization or  rehybridization sp 2 sp 3 S.Niyogi et al., Acc. Chem. Res. 35, 1105 (2002)

pyramidalization angle  P vs 1/d DFT optimized 1/d 0 (nm -1 )  P (deg)  ZZ  AC  CH r 0 = nm C 60 : 11.6°

SÁVSZERKEZET

TB vs DFT sávszerkezet (10,10)

(6,5) - DFT

(20,0) zigzag chiral (19,0) (17,0) (16,0) (14,0) (13,0) (11,0) (10,0) (8,0) (7,0)(5,0)(4,0) (6,4) (6,2) (5,3) (6,1) (4,3) (5,1) (4,2) (3,2) ZF-TB DFT  1/d

    ZF-TB: E g = 2.3 eV DFT: E g = 0 ! (5,0) királis cső fémes

(20,0) zigzag chiral (19,0) (17,0) (16,0) (14,0) (13,0) (11,0) (10,0) (8,0) (7,0)(5,0)(4,0) (6,4) (6,2) (5,3) (6,1) (4,3) (5,1) (4,2) (3,2) ZF-TB DFT  1/d

ZF-TB METALLIC non-armchair: zigzag, chiral kFkF  k F  k F - k F (d  ) = f(1/d 2 ) K tube axis Másodlagos gap megjelenése

Másodlagos gap a (6,3) csőben

secondary gap in (7,1) 0.14 eV

Nagyobb átmérőn nincs ilyen

ZF-TB METALLIC armchair  k F  k F - k F (d  ) = f(1/d 2 ) K kFkF tube axis Nincs másodlagos gap

(6,6) (4,4) k F (d  )=2/3 kFkF kFkF FF FF

AC (3,3) (4,4) (5,5) (6,6) (7,7) (8,8) (9,9) (10,10) (11,11)