Kompozitų su anglies nanovamzdeliais žemo dažnio triukšmo charakteristikos

Ištrauka

Kompozitų su anglies nanovamzdeliais žemo dažnio triukšmo charakteristikos 
Bakalauro studijų baigiamasis darbas 

Turinys
Įvadas 3
1. Anglies nanodariniai 4
1.1. Anglies nanovamzdeliai 4
1.2. Anglies nanovamzdelių kompozitai 5
1.3. Krūvio perneša anglies nanovamzdelių kompozituose 6
1.4. Daugiafaziai anglies nanodalelių kompozitai 7
2. Kompozitų su anglies nanodalelėmis elektriniai triukšmai 9
2.1 Šiluminis triukšmas 9
2.2 1/f triukšmas 9
2.3 Impulsinis triukšmas 10
2.4 Generacinis–rekombinacinis triukšmas 10
2.5 Šratinis triukšmas 11
2.6 Triukšmai anglies nanodalelių kompozituose 11
3. Tiriamų kompozitinių bandinių charakteristikos 13
4. Tyrimo metodika 15
5. Rezultatai 17
5.1. Varžos charakteristikos 17
5.2. Įtampos fliuktuacijos kambario temperatūroje 19
5.3. Temperatūrinės įtampos fliuktuacijų charakteristikos 21
Išvados 24
Summary 25
Literatūros sąrašas 26

Įvadas
Anglies nanovamzdelių (CNT) atsiradimas sukėlė didelį mokslininkų susidomėjimą, dėl
unikalių savo savybių, tokios nanodalelės pradėtas tyrinėti nuo to laiko, kai jas 1991 metais atrado
Profesorius Sumio Iijima [1]. Dabar galime pastebėti labai daug mokslininkų, tyrinėjančiu šias
struktūras, bandančių paaiškinti krūvio pernašos mechanizmus juose, jų mechanines bei šilumines
savybes. CNT pasižymi ne tik dideliu elektriniu laidumu, bet ir puikiomis mechaninėmis savybėmis [2].
Vienas iš pagrindinių galimų pritaikymų yra nano matmenų elektronika. Elektronikos
elementų mažinimas didina jos efektingumą ir jau pasiekiamas lygis, kada pasireiškia elektronų
lokalizacijos efektai, optimizuojamos naujos konfigūracijos sistemos. Anglies nanovamzdeliai gali
būti naudojami kaip tranzistorių kanalai dėl savo krūvininkų mobilumo [3][5]. Viendimensinė
cilindrinė struktūra, tvirtumas ir atsparumas tai yra tik keli veiksniai, kuriais remiantis anglies
nanovamzdeliai gali būti pritaikomi elektronikos gamyboje [5].
Dažniausiai anglies nanovamzdeliai negali būti naudojami gryni. Tokiu atveju negalime
pasinaudoti savybėmis, kuriomis pasižymi pavieniai nanovamzdeliai. Dažniausiai yra formuojamos
įvairios hibridinės struktūros, pavyzdžiui, polimeriniai kompozitai [6]. Užpildžius polimero matricą
nanovamzdeliais, kompozitas įgauna unikalių krūvio pernašos savybių, o tai pastūmėjo medžiagų
mokslą tirti ir gilintis į šių kompozitų galimybes [7].
Siekiant pritaikyti anglies nanovamzdelius masinėje gamyboje, taip kaip silicį, dar reikia
atlikti daug tyrimų ir išsiaiškinti kaip tokios struktūros elgiasi esant skirtingoms sąlygoms. Nors CNT
panaudojimo potencialas didelis, jų masinė gamyba vis dar išlieka didelis iššūkis dėl didelio defektų
kiekio ir sudėtingo pritaikymo [8]. Laikui bėgant, nuo anglies nanovamzdelių atradimo, buvo atlikta
daug tyrimų, padedančių tobulinti kompozitus kuriuose naudojami tokio tipo nanovamzdeliai [6].
Triukšmų tyrimai yra vieni iš jautriausių tyrimų. Atliekant juos būtina išlaikyti specialias
tyrimo sąlygas, taip pat triukšmų charakteristikos yra labai jautrios fizikiniams procesams, todėl
atliekant tokių rezultatų analizę, galime labai daug sužinoti apie struktūrą, jos pokyčius, krūvininkų
judėjimą bei laidumą [9]. Triukšmų analizės dėka, galime nustatyti nanovamzdelių defektus ir jų įtaką
elektriniam laidumui [10].
Šio darbo tikslas: Ištirti kompozitų su viensieniais ir daugiasieniais anglies nanovamzdeliais
varžines ir žemo dažnio triukšmo charakteristikas.
Noriu padėkoti prof. Jonui Matukui už pagalba bei patarimus laboratorijoje, bei dr. Jan Macutkevič
ir jo komandai už pagamintus kompozitus.

1. Anglies nanodariniai
Anglies nanodariniai yra medžiagos, kurių sudėtyje yra anglies nanodalelių – nanometrinių
matmenų anglies struktūrų, tyrinėjamų dėl savo elektrinių, cheminių bei mechaninių savybių [2].
Šiame skyriuje pristatomi vienasieniai ir daugiasieniai anglies nanovamzdeliai ir anglies
nanovamzdelių kompozitinės medžiagos.