Des chercheurs de l'Université de Tohoku ont développé une nouvelle stratégie pour contrôler la chiralité des nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT). En utilisant cette approche, synthèse préférentielle de (6, 4) SWNTs a été réalisé pour la première fois. Le mécanisme de croissance unique a été élucidé en comparant des expériences et des calculs théoriques effectués avec un chercheur de l'Université de Tokyo.

La synthèse sélective de la chiralité des nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT) est un objectif de recherche au cours des deux dernières décennies et reste un défi en raison de la difficulté de contrôler la structure atomique dans le matériau unidimensionnel.

Dirigé par le professeur agrégé T. Kato, l'équipe a démontré une synthèse prédominante de (6, 4) SWNTs en ajustant le degré d'oxydation du catalyseur au Co. Le mécanisme détaillé est étudié à travers une étude expérimentale systématique combinée à des calculs de premier principe, révélant que le contrôle indépendant du diamètre du tube et de l'angle chiral obtenu en modifiant l'énergie de liaison entre les SWNT (bouchon et bord du tube) et le catalyseur provoque une transition drastique de la chiralité des SWNT de (6, 5) à (6, 4).

"Étant donné que notre approche de contrôle indépendant du diamètre et de l'angle chiral peut être appliquée à d'autres espèces de chiralité, nos résultats peuvent être utiles pour réaliser la synthèse à la demande de SWNT à chiralité spécifique. C'est, ce qui est nécessaire pour l'utilisation pratique des futurs dispositifs à base de SWNT tels que les transistors à ultra-haute performance, mémoires électriques et optiques, et diverses applications de capteurs, " dit Kato.

"Synthèse de haute pureté de (6, 4) Les SWNT peuvent contribuer à pousser l'étude des SWNT vers des applications industrielles, en particulier optoélectriques, en raison de la plus grande bande interdite et des rendements quantiques les plus élevés de (6, 4) SWNT."

Les détails de cette étude ont été publiés en ligne le 11 septembre dans Rapports scientifiques .