RU2368565C2 - Проводящая молекулярная структура и способ ее создания - Google Patents
Проводящая молекулярная структура и способ ее создания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368565C2 RU2368565C2 RU2006145989/28A RU2006145989A RU2368565C2 RU 2368565 C2 RU2368565 C2 RU 2368565C2 RU 2006145989/28 A RU2006145989/28 A RU 2006145989/28A RU 2006145989 A RU2006145989 A RU 2006145989A RU 2368565 C2 RU2368565 C2 RU 2368565C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductive
- molecular
- particles
- dielectric matrix
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005325 percolation Methods 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 21
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 6
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000007233 catalytic pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000004836 empirical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к функциональным элементам и материалам электроники и может быть применено как на уровне отдельных молекулярных проводников, играющих роль активных или пассивных элементов электроники, так и на макроскопическом уровне, например, в виде проводящего композитного материала. Сущность изобретения: в проводящей молекулярной структуре, включающей диэлектрическую матрицу и проводящий наполнитель, молекулы, как минимум, одной из компонент диэлектрической матрицы имеют состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного электронного транспорта, проводящий наполнитель представляет собой проводящие частицы или электроды, протяженность которых, как минимум, в одном измерении соответствует нанометровому диапазону, концентрация частиц проводящего наполнителя обеспечивает отсутствие их перколяции, вследствие чего частицы отделены друг от друга зазорами, частицы электрически соединены друг с другом молекулярными проводниками. Техническим результатом изобретения является повышение проводимости композитного материала, уменьшение концентрации наполнителя и расширение функциональных возможностей получаемого материала, а также расширение возможностей способа получения молекулярных структур за счет расширения средств создания электрического поля. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к функциональным элементам и материалам электроники и может быть применено как на уровне отдельных молекулярных проводников, играющих например роль активных или пассивных элементов электроники, так и на макроскопическом уровне, например, в виде проводящего композитного материала.
В качестве аналога предлагаемой в изобретении структуры может рассматриваться проводящий композитный материал, описанный в работе «Electrically conducting nanocomposite material» [1], в которой авторы к традиционному механизму электронной проводимости в композитах (проводимость через единую пространственную сетку, образованную частицами проводящего наполнителя) предлагают добавить транспорт электронов молекулами полимерной матрицы. Для этого материал полимерной матрицы должен быть выбран из ряда проводящих полимеров (полимеров с сопряженными π-связями). В случае полученного таким образом композитного материала перенос заряда оказывается более эффективным, чем в случае проводящего полимера в исходном неармированном состоянии и в случае аналогичного композита на основе диэлектрической матрицы. Так, удельная электрическая проводимость традиционного композитного материала на основе диэлектрической матрицы и углеродных нанотрубок, при объемной концентрации последних 0,1%, составляет порядка 10-2 (Ом·м)-1, в то время как проводимость композита на основе проводящего полимера достигает 0,8 103 (Ом·м)-1 [1].
Прототипом предлагаемой в изобретении структуры является проводящий композитный материал на основе диэлектрической матрицы и проводящего наполнителя [2]. Проводящий наполнитель находится в перколированном состоянии (т.е. образует единую пространственную сеть), что обеспечивает проводимость композитного материала в целом.
Недостаток прототипа заключается в его относительно низкой проводимости (соответствует вышеуказанному уровню традиционных композитных материалов) и относительно большой концентрации проводящего наполнителя, что влияет, в частности, на стоимость материала и сужает возможный диапазон варьирования его оптических и механических свойств.
Прототипом предлагаемого в изобретении способа является способ создания молекулярных проводников в полимерной матрице, который включает подачу постоянного напряжения между поверхностью подложки с эпоксидной смолой и погруженным в нее игольчатым электродом, перемещение игольчатого электрода к подложке до возникновения туннельного тока, повышение напряжения при неподвижном игольчатом электроде до возникновения тока короткого замыкания, отведение электрода от подложки с определенной скоростью, полимеризацию смолы при комнатной температуре и постоянном токе между игольчатым электродом и поверхностью подложки [7].
Недостаток прототипа в том, что способ включает операцию прецизионного перемещения игольчатого электрода, что требует его оснащения механическим приводом и значительно усложняет решение задачи интеграции создаваемых данным способом элементов. Кроме того, возможности прототипа ограничены созданием дискретных структур субмикронного масштаба и не позволяют перейти к формированию структур и материалов на макроскопическом уровне.
Целью изобретения является повышение проводимости композитного материала, уменьшение концентрации наполнителя и расширение функциональных возможностей получаемого материала, а также повышение технологичности и расширение возможностей способа получения молекулярных структур за счет расширения средств создания электрического поля, пространственная конфигурация которого обеспечивает формирование молекулярных проводников в диэлектрической матрице.
Технический результат изобретения заключается в предложении:
- нового типа проводящих молекулярных структур, обладающих высокой эффективностью электронного транспорта и основанных на молекулярных проводниках, полученных посредством инициируемого электрическим полем упорядочивания молекул исходной диэлектрической матрицы;
- способа получения указанных проводящих структур.
Это достигается тем, что молекулы, как минимум, одной из компонент диэлектрической матрицы имеют состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного электронного транспорта; проводящий наполнитель представляет собой проводящие частицы, протяженность которых, как минимум, в одном измерении соответствует нанометровому диапазону; концентрация частиц проводящего наполнителя обеспечивает отсутствие их перколяции, вследствие чего частицы отделены друг от друга зазорами; частицы электрически соединены друг с другом молекулярными проводниками, образованными в результате упорядочивания молекул матрицы в условиях сильно неоднородного электрического поля.
Примером диэлектрической матрицы, удовлетворяющей описанным условиям, является эпоксидиановая смола. Ее молекулы представляют собой линейные цепочки с двумя бензольными кольцами на мономер:
где 
Несмотря на то что эпоксидиановая смола является одним из лучших диэлектриков (удельное сопротивление эпоксидиановой смолы в жидком состоянии составляет не менее 1010 Ом·м, в отвержденном состоянии - 1012-1014 Ом·м), в пределах отдельных молекул возможен эффективный электронный транспорт. Высокие же диэлектрические свойства эпоксидиановой смолы на макроскопическом уровне обуславливаются туннельным механизмом межмолекулярного переноса заряда.
Было обнаружено, что в условиях электрического поля туннельного зазора зонд-подложка, молекулы эпоксидиановой смолы могут образовывать упорядоченные молекулярные структуры, обеспечивающие электронный транспорт между зондом и подложкой [3]. Образование в туннельном зазоре молекулярных структур предположительно происходит по механизму поляризации молекул матрицы и их диполь-дипольного взаимодействия, в согласии с чем такие молекулярные структуры должны представлять собой линейные молекулярные мостики. Было показано, что посредством прецизионного отвода туннельного зонда возможно получение молекулярных проводников длиной, как минимум, до 600 нм [3, 4]. Более того, было показано, что такие молекулярные проводники обеспечивают баллистический транспорт электронов, и сопротивление одного молекулярного проводника соответствует кванту сопротивления Rq=π·ħ/е2≈12,9 кОм. Оценка эквивалентной удельной проводимости данных молекулярных структур дает значение, как минимум, на 20 порядков превышающее проводимость исходной полимерной матрицы.
Были выявлены необходимые условия организации молекулярных проводников в эпоксидиановой матрице [4, 5]. Во-первых, напряженность прикладываемого электрического поля должна превышать определенную критическую величину, что обусловлено тепловым движением молекул матрицы. Из условия баланса энергии теплового движения и энергии Кулоновского взаимодействия получается следующее выражение для критической напряженности поля:
Где µ' - постоянный дипольный момент молекулы, α - наибольшее из значений тензора поляризуемости молекул αij.
В случае отсутствия у молекул постоянного дипольного момента (µ'=0), для оценки критического поля получаем:
Аналогично оценкам, проведенным в работе [6], для величины Ec, соответствующей эпоксидиановой смоле, получаем значение, не превышающее 2,4·107 В/м или 0,024 В/нм. Поскольку величина критического поля пластической деформации металлических электродов составляет не менее 109-1010 В/м, то энергетически более выгодным является образование молекулярного проводника в полимерной матрице при сохранении геометрии электродов, что находит свое подтверждение в эксперименте.
Вторым необходимым условием является обеспечение определенной конфигурации внешнего электрического поля. Установлено, что поле должно иметь осевую конфигурацию, при которой напряженность максимальна на оси формируемого молекулярного проводника и быстро спадает в радиальном направлении. В этом случае поляризованные молекулы матрицы испытывают не только ориентацию вдоль силовых линий поля, но и поступательное перемещение в направлении градиента поля, что в совокупности с диполь-дипольным взаимодействием молекул обеспечивает их упорядочивание в молекулярный проводник.
В случае формирования молекулярного проводника между туннельным зондом и подложкой, требуемая осевая локализация электрического поля обеспечивается геометрией зонда и минимизацией зазора зонд-подложка. Поэтому для получения протяженного молекулярного проводника необходимо перемещение туннельного зонда, что приводит к перемещению зоны роста проводника и сохранению локализации электрического поля.
Было показано, что при соответствующей геометрии электродов, для обеспечения требуемой конфигурации электрического поля нет необходимости в минимизации межэлектродного зазора [4, 5]. В качестве электродов были использованы ориентированные углеродные нанотрубки. Благодаря ультрамалому поперечному сечению и большому аспектному соотношению таких электродов, условия организации молекулярного проводника выполнялись для зазоров, как минимум, до 500 нм (отметим, что какое-либо перемещение электродов при этом не производилось). На основе сформированных таким образом планарных молекулярных проводников были получены макеты полевых транзисторов и ячеек энергонезависимой памяти.
Предлагаемое изобретение основано на вышеописанных результатах и описывает общий класс структур, основанных на молекулярных проводниках в диэлектрической матрице. Данные структуры могут иметь функциональность как на уровне отдельных молекул (например, в виде активных или пассивных элементов электроники), так и на макроскопическом уровне (например, в виде проводящего нанокомпозитного материала). Для получения данных структур необходимо в диэлектрической матрице, удовлетворяющей тому требованию, что молекулы, как минимум, одной из ее компонент должны иметь состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного транспорта, создать электрическое поле, напряженность и пространственная конфигурация которого удовлетворяют вышеописанным условиям. Средства создания требуемого электрического поля, в свою очередь, могут быть самыми различными.
Технический результат для предлагаемого в изобретении способа достигается тем, что в диэлектрической матрице, удовлетворяющей тому требованию, что молекулы, как минимум, одной из ее компонент должны иметь состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного транспорта, создать электрическое поле, напряженность и пространственная конфигурация которого удовлетворяют условиям, описанным выше. Средства создания требуемого электрического поля могут быть различными. Рассмотрим кратко возможные варианты таких средств.
- Подвижные или стационарные электроды, протяженность которых, как минимум, в одном измерении соответствует нанометровому диапазону. В данном случае геометрия электродов задает пространственную конфигурацию электрического поля. В случае подвижных электродов происходит перемещение зоны роста молекулярного проводника, поскольку, при смещении электрода образуется зазор между ним и уже сформированной частью молекулярного проводника, с локализацией электрического поля в данном зазоре.
- Создание областей заряда в диэлектрической матрице посредством электронной или ионной имплантации. Данный случай аналогичен предыдущему с той разницей, что задающий поле электрический заряд поступает в требуемую область не по электродам, а непосредственно инжектируется в матрицу в виде потока заряженных частиц.
- Суперпозиция внешних электромагнитных полей. Согласно теореме Фурье, при помощи суперпозиции ряда гармонических электромагнитных волн можно обеспечить электрическое поле с произвольным пространственным распределением. В частности, представляется возможным создание в диэлектрической матрице стационарной либо движущейся области электрического поля, в пределах которой напряженность и пространственная конфигурация поля обеспечивали бы упорядочивание молекул матрицы в молекулярные проводники.
- Локализация электрического поля на отдельных участках проводящих цепочек посредством контролируемого механического воздействия (например, акустического). В качестве примера можно привести локальный разрыв молекулярного проводника, обладающего в исходном состоянии низкой структурированностью (высокой дефектностью), посредством ультразвуковой кавитации, в результате чего все напряжение смещения, приложенное к внешним электродам образца, падает на образовавшемся разрыве, что приводит к повышению локализации электрического поля и формированию более структурированного участка молекулярного проводника в данной области.
- Повышение напряжения смещения на отдельных участках проводящих цепочек посредством возбуждения LC-резонанса на данных участках. В качестве примера, демонстрирующего данный подход, можно рассмотреть случай диэлектрической матрицы с введенными в нее углеродными нанотрубками, выполняющими роль системы распределенных наноразмерных электродов. Эквивалентная электрическая схема такой системы содержит электрические емкости и индуктивности, как с последовательным, так и с параллельным соединением. Различные участки такой схемы могут рассматриваться как LC- резонаторы с определенными собственными частотами.
На чертеже представлено схематическое изображение структуры, состоящей из: диэлектрической матрицы 1, углеродных нанотрубок 2, внешних электродов 3 и 4, молекулярных проводников 5.
Пример конкретного выполнения
В качестве примера рассматривается композитный материал на основе молекулярных проводников в эпоксидиановой матрице.
В матрицу эпоксидиановой смолы (1) вводится материал многослойных углеродных нанотрубок (2), полученных методом каталитического пиролиза из газовой фазы [8], и производится многочасовая ультразвуковая обработка смеси, с целью достижения состояния, близкого к коллоидному. В процессе ультразвуковой обработки температура смеси поддерживается вблизи 70°С, т.к. данная температура соответствует значительному уменьшению вязкости эпоксидиановой смолы. Концентрация углеродных нанотрубок выбирается таким образом, чтобы при близком к однородному распределении нанотрубок, не происходило эффекта перколяции. Это означает, что нанотрубки не должны образовывать единой пространственной сетки, т.е. должны быть отделены друг от друга зазорами. Средняя величина разделяющих нанотрубки зазоров, в совокупности с диаметром и аспектным соотношением используемых нанотрубок, определяют величину напряжения смещения, которое потребуется приложить к внешним электродам для формирования молекулярных проводников между нанотрубками. В соответствии с результатами, полученным для планарных нанотрубных электродов, можно предположить, что верхний предел средней величины зазоров между нанотрубками должен находиться в районе 500 нм.
При соблюдении вышеописанных условий, углеродные нанотрубки внедренные в матрицу, будут играть роль системы распределенных электродов. При прикладывании к внешним электродам образца (3, 4) напряжения смещения, проводящие углеродные нанотрубки будут концентрировать электрическое поле, которое, вследствие геометрических параметров нанотрубок, примет конфигурацию, удовлетворяющую условиям организации молекулярных проводников (5).
Поскольку соответствующее перколяционному порогу значение концентрации углеродных нанотрубок имеет нелинейную зависимость от геометрических параметров нанотрубок, а также от величины разброса этих параметров, то для ее оценки использовался эмпирический метод. Для этого приготавливались проверочные образцы аналогичного композита, с тем различием, что в них эпоксидиановая матрица была заменена на глицериновую. Т.к. глицерин является жидким диэлектриком, молекулы которого не способны осуществлять электронный транспорт (по крайней мере, в обычных условиях), то появление значительной проводимости в образце глицеринового композита должно быть интерпретировано как проявление эффекта перколяции внедренных углеродных нанотрубок. Исследование глицериновых образцов показало, что концентрация, соответствующая порогу перколяции, для использованных углеродных нанотрубок, составляет около 4-5% массовой доли. Данное значение концентрации обусловлено геометрией использованных углеродных нанотрубок (средняя длина около 1 мкм, диаметр 50-100 нм). Согласно публикациям, в случае использования более длинных и хорошо диспергированных однослойных углеродных нанотрубок (характерный диаметр около 1 нм), концентрация, соответствующая перколяционному порогу, может составлять всего около 0,1% массовой доли.
В соответствии с вышеприведенными оценками, концентрация углеродных нанотрубок была выбрана около 2%. Проводимость соответствующего образца композита, в его исходном состоянии, находилась в гигаомном диапазоне и была в основном обусловлена электролитической проводимостью остаточных примесей в эпоксидиановой смоле (об этом свидетельствовало медленное уменьшение проводимости в условиях приложенного напряжения смещения, что соответствует электрической очистке жидкого диэлектрика).
При достижении напряжением смещения, приложенным к внешним электродам образца, определенного значения, образец скачкообразно переходил в проводящее состояние. Проводимость образца в этом состоянии характеризовалась высокой линейностью и сохранялась в течение длительного времени даже в условиях отсутствия напряжения смещения. В аналогичном образце на основе глицериновой матрицы никаких эффектов, связанных с проводимостью, не наблюдалось. Из чего можно сделать вывод, что в образце с эпоксидиановой матрицей углеродные нанотрубки оказались электрически соединены вследствие образования между ними молекулярных проводников.
Этот вывод подтверждается оценкой напряженности электрического поля, соответствующего переходу образца в проводящее состояние. При расстоянии между внешними электродами около 2 мм и соответствующем напряжении смещения около 200 В, напряженность электрического поля, без учета концентрирующего действия углеродных нанотрубок, составляет около 105 В/м. Согласно численному моделированию электростатики системы в среде LCUT, эффективная напряженность электрического поля, с учетом его концентрации на углеродных нанотрубках, составляет порядка 107-108 В/м, что находится в согласии с экспериментами по формированию молекулярного проводника между туннельным зондом и подложкой. В то же время эффекты, связанные с автоэмиссией углеродных нанотрубок и электрическим пробоем диэлектрической матрицы, начинаются при значительно больших напряженностях (это подтверждают контрольные эксперименты с образцами композита на основе глицериновой матрицы).
Было обнаружено, что удельная проводимость полученных вышеописанным способом образцов композита в значительной степени понижается, вследствие действия двух факторов. Ультрамалая электрическая емкость углеродных нанотрубок приводит к тому, что молекулярные проводники остаются недоструктурированными, т.к. обмен уже первыми электронами между соседними нанотрубками приводит к выключению электрического поля в зазоре между ними. Было показано, что посредством механического воздействия (растяжение, вибрации, ультразвуковая кавитация) можно локализовывать электрическое поле на различных участках, образованных в композите проводящих цепочек, что приводит к повышению их проводимости. Второй ограничивающий фактор - это перераспределение напряжения на балластный резистор при возникновении первых проводящих цепочек, электрически соединяющих внешние электроды. При минимизации же величины сопротивления балластного резистора, возникает проблема разрушения проводящих цепочек электрическим током высокой плотности. Частично влияние данного фактора было снижено посредством замены постоянного напряжения смещения на импульсы определенной длительности.
Уменьшение влияния вышеописанных ограничивающих факторов позволило на текущем этапе исследования добиться удельной проводимости композитного материла порядка 10 (Ом·м)-1, что на 3 порядка превышает проводимость традиционных композитных материалов на основе диэлектрической матрицы и перколированных углеродных нанотрубок, и на 2 порядка меньше проводимости композитного материала на основе углеродных нанотрубок и проводящего полимера.
Введение в эпоксидиановую матрицу 5-9% отвердителя на основе аминов позволяет получать отвержденный композитный материал. Для сохранения молекулярных проводников необходимо в процессе отверждения пропускать через них электрический ток.
Источники информации
1. Патент ЕР 1246205. Electrically conducting nanocomposite material. 2002.
2. Патент KR 900005411 B. Organic matrix composites resin reinforced with intercalated graphite. 1990 - прототип.
3. Неволин В.К. Проводимость полимерных микропроводников.//Электронная техника. Сер.3. Микроэлектроника. 1989. №3. С.58-59.
4. Чаплыгин Ю.А., Неволин В.К., Хартов СВ. Баллистические молекулярные проводники в матрице эпоксидиановой смолы. // Доклады Академии Наук. 2007. Т.412.
5. Бобринецкий И.И., Неволин В.К., Хартов С.В., Чаплыгин Ю.А. Модуляция проводимости квазиодномерных молекулярных микропроводников. // Письма в ЖТФ. 2005. Т.31. В.20. С.57-60.
6. Неволин В.К. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии. Учебное пособие. Москва МГИЭТ (ТУ), 1996.
7. Бессольцев В.В., Неволин В.К. Патент RU 2032966. Способ формирования микропроводников высокой проводимости. 1991.
8. Блинов С.В., Турлаков Д.А., Рыбкин С.В. и др. Получение углеродных наноструктурных материалов методом каталитического пиролиза углеводородов. // Тезисы докладов конференции инновационных проектов «Индустрия наносистем и материалы», 2006. С.44-48.
Claims (6)
1. Проводящая молекулярная структура, включающая диэлектрическую матрицу и проводящий наполнитель, отличающаяся тем, что молекулы, как минимум, одной из компонент диэлектрической матрицы имеют состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного электронного транспорта; проводящий наполнитель представляет собой проводящие частицы или электроды, протяженность которых, как минимум, в одном измерении соответствует нанометровому диапазону; концентрация частиц проводящего наполнителя обеспечивает отсутствие их перколяции, вследствие чего частицы отделены друг от друга зазорами, частицы электрически соединены друг с другом молекулярными проводниками, образованными в результате упорядочивания молекул матрицы.
2. Проводящая молекулярная структура по п.1, характеризующаяся тем, что в качестве диэлектрической матрицы используется эпоксидиановая смола.
3. Проводящая молекулярная структура по п.1, характеризующаяся тем, что в качестве проводящего наполнителя используются углеродные нанотрубки или их производные.
4. Проводящая молекулярная структура по п.1, характеризующаяся тем, что диэлектрическая матрица переведена в отвержденное состояние после формирования молекулярных проводников.
5. Способ получения проводящей молекулярной структуры, включающий приложение к электродам образца напряжения смещения, отличающийся тем, что молекулы, как минимум, одной из компонент диэлектрической матрицы имеют состав и структуру, обеспечивающие возможность внутримолекулярного электронного транспорта; создается электрическое поле, которое имеет осевую конфигурацию, при которой напряженность максимальна на оси формируемого молекулярного проводника и быстро спадает в радиальном направлении; напряженность электрического поля превышает критическую величину 2,4·107В/м.
6. Способ получения проводящей молекулярной структуры по п.5, характеризующийся тем, что после формирования молекулярных проводников осуществляется операция отверждения диэлектрической матрицы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006145989/28A RU2368565C2 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Проводящая молекулярная структура и способ ее создания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006145989/28A RU2368565C2 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Проводящая молекулярная структура и способ ее создания |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006145989A RU2006145989A (ru) | 2008-07-10 |
| RU2368565C2 true RU2368565C2 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006145989/28A RU2368565C2 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Проводящая молекулярная структура и способ ее создания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368565C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593463C2 (ru) * | 2013-12-23 | 2016-08-10 | Станислав Викторович Хартов | Способ получения проводящих сетчатых микро- и наноструктур и структура для его реализации |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1632311C (ru) * | 1989-11-20 | 1995-01-27 | Институт электронной техники | Способ формирования микропроводников высокой проводимости |
| RU2032966C1 (ru) * | 1991-01-24 | 1995-04-10 | Московский институт электронной техники | Способ формирования микропроводников высокой проводимости |
| CN1367273A (zh) * | 2001-11-28 | 2002-09-04 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 可控金属纳米导线的化学制备方法 |
| EP1246205A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Abb Research Ltd. | Electrically conducting nanocomposite material |
| WO2004054924A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Columnar structured material, electrode having columnar structured material, and production method therefor |
| WO2005069927A2 (en) * | 2004-01-17 | 2005-08-04 | Amtek Research International Llc | Electrically conductive, freestanding, porous, polymer film for use in capacitive deionization |
| DE102004013305A1 (de) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | SCHULTES, Günter | Dehnungsempfindliche Sensorschicht durch eingebettete elektrisch leitfähige Atomcluster |
| RU2282263C2 (ru) * | 2001-07-02 | 2006-08-20 | Абб Швайц Аг | Полимерный компаунд с нелинейными вольтамперными характеристиками и способ его получения |
-
2006
- 2006-12-26 RU RU2006145989/28A patent/RU2368565C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1632311C (ru) * | 1989-11-20 | 1995-01-27 | Институт электронной техники | Способ формирования микропроводников высокой проводимости |
| RU2032966C1 (ru) * | 1991-01-24 | 1995-04-10 | Московский институт электронной техники | Способ формирования микропроводников высокой проводимости |
| EP1246205A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Abb Research Ltd. | Electrically conducting nanocomposite material |
| RU2282263C2 (ru) * | 2001-07-02 | 2006-08-20 | Абб Швайц Аг | Полимерный компаунд с нелинейными вольтамперными характеристиками и способ его получения |
| CN1367273A (zh) * | 2001-11-28 | 2002-09-04 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 可控金属纳米导线的化学制备方法 |
| WO2004054924A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Columnar structured material, electrode having columnar structured material, and production method therefor |
| WO2005069927A2 (en) * | 2004-01-17 | 2005-08-04 | Amtek Research International Llc | Electrically conductive, freestanding, porous, polymer film for use in capacitive deionization |
| DE102004013305A1 (de) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | SCHULTES, Günter | Dehnungsempfindliche Sensorschicht durch eingebettete elektrisch leitfähige Atomcluster |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593463C2 (ru) * | 2013-12-23 | 2016-08-10 | Станислав Викторович Хартов | Способ получения проводящих сетчатых микро- и наноструктур и структура для его реализации |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006145989A (ru) | 2008-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100679547B1 (ko) | 극미세구조 소자 및 장치 | |
| Zhang et al. | Polymer nanocomposites with ultrahigh energy density and high discharge efficiency by modulating their nanostructures in three dimensions | |
| Gupta et al. | Electric field and current assisted alignment of CNT inside polymer matrix and its effects on electrical and mechanical properties | |
| Kumar et al. | 50th anniversary perspective: are polymer nanocomposites practical for applications? | |
| Xiong et al. | Laser‐directed assembly of aligned carbon nanotubes in three dimensions for multifunctional device fabrication | |
| Lumsdon et al. | Assembly of colloidal particles into microwires using an alternating electric field | |
| CN110085424B (zh) | 能量储存器件及其制造方法 | |
| Zhang et al. | Controlled dielectric properties of polymer composites from coating multiwalled carbon nanotubes with octa-acrylate silsesquioxane through Diels–Alder cycloaddition and atom transfer radical polymerization | |
| Mao et al. | Tailored parallel graphene stripes in plastic film with conductive anisotropy by shear-induced self-assembly | |
| Kuzyk | Dielectrophoresis at the nanoscale | |
| JP2009516333A (ja) | 成型誘電複合線形加速器 | |
| KR20110099711A (ko) | 코팅된 나노구조물에 기초한 다기능성 복합체 | |
| Wang et al. | High-k materials with low dielectric loss based on two superposed gradient carbon nanotube/cyanate ester composites | |
| Cho et al. | Self-assemblies of linearly aligned diamond fillers in polysiloxane/diamond composite films with enhanced thermal conductivity | |
| Fujihara et al. | Field‐induced orientation of hexagonal boron nitride nanosheets using microscopic mold for thermal interface materials | |
| Yin et al. | Enhanced electromechanical performances in plasticizer modified electrostrictive polymers | |
| RU2368565C2 (ru) | Проводящая молекулярная структура и способ ее создания | |
| Konezny et al. | Hopping and trapping mechanisms in organic field-effect transistors | |
| KR19990082205A (ko) | 실온에서 높은 전기 도전율을 갖는 재료와 그것을 제조하는 방법 | |
| Wang et al. | Preparation of unsaturated polyester/graphite nanosheet conducting composite under electric field | |
| Xiao et al. | Electrohydrodynamic effect within CFRP laminates by bipolar nsPDC electric field during the curing process | |
| Barbero et al. | Ultralow percolation threshold in nanoconfined domains | |
| Zhang et al. | Relaxation processes and conduction mechanism of epoxy resin filled with graphene oxide | |
| Yao et al. | Bamboo-inspired metamaterials design: Microstructure dielectrophoretic orientation for enhancing insulation performance of advanced power modules | |
| Sun et al. | An array of interdigitated parallel wire electrodes for preparing a large-scale nanocomposite film with aligned carbon nanotubes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091227 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151227 |