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通过低温拉曼成像分析单壁碳纳米管中的非谐效应

DOI：10.1021/acs.jpcc.0c00416 期刊：The Journal of Physical Chemistry C 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 单壁碳纳米管（SWCNT）因其高热导率在潜在热器件应用中备受关注。本研究利用自主搭建的微型低温恒温系统，通过温度依赖性拉曼成像技术探究了碳纳米管束中源于声子相互作用的非谐效应。该低温恒温系统体积小巧，可安装在抑制热漂移的压电扫描器上，从而实现不同温度下的拉曼成像。我们获得了多个碳纳米管束在不同温度下空间分辨率达数百纳米的拉曼光谱图像，发现不同管束的拉曼峰强度、位移和宽度呈现各异的温度依赖性。结合原子力显微镜观察到的样品形貌进一步阐明这种温度依赖关系，其中管束效应似乎对非谐性的影响起重要作用?；诳占浞直娉上竦奈露纫览敌岳治鼋晌芯肯冉寄擅撞牧戏切承вΦ挠辛ぞ?，并为未来热器件的热性能原位可视化提供可能。
作者： Takayuki Umakoshi，Masaki Taniguchi，Prabhat Verma
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过低温拉曼成像研究单壁碳纳米管（SWCNTs）的非谐效应，以理解其热学特性在热器件中的潜在应用。

研究成果

研究表明，温度依赖性拉曼成像技术能以数百纳米的空间分辨率揭示单壁碳纳米管束中不同的非谐效应。在同一纳米管束的不同位置观察到拉曼光谱变化的差异行为，表明成束缺陷和束集效应对非谐性的影响。该方法为研究先进碳纳米材料的热学特性和非谐效应提供了有力工具。

研究不足

研究中的温度范围限制在123 K至333 K之间。由于通过铜板的热传递受限，系统无法达到液氮温度。该研究聚焦于G+带分析，未对其他拉曼谱带（如RBM带和D带）进行分析。

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