Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 3 (Март 2019), c. 395-403    ( к оглавлению , назад )

The low-temperature specific heat of MWCNTs

V.V. Sumarokov1, A. Jeżowski2, D. Szewczyk2, M.I. Bagatski1, M.S. Barabashko1,3, A.N. Ponomarev4, V.L. Kuznetsov5,6, and S.I. Moseenkov5

1B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine 47 Nauky Ave., Kharkiv 61103, Ukraine
E-mail: sumarokov@ilt.kharkov.ua

2W. Trzebiatowski Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences P.O. Box 1410, Wroclaw 50–950, Poland

3National Research Tomsk Polytechnic University, 30 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russia

4Institute of Strength Physics and Materials Science of SB RAS, 2/4 Academicheskii Ave., Tomsk 634055, Russia

5Boreskov Institute of Catalysis, 5 Lavrentiev Ave., Novosibirsk 630090, Russia

6National Research Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russia

Received December 17, 2018

Анотація

Питому теплоємність багатостінних вуглецевих нанотрубок (БСВНТ) з низькою дефектністю та низьким вмістом не-органічних домішок виміряно в діапазоні температур 1,8–275 К методом теплової релаксації. Зразки БСВНТ отримано хімічним каталітичним осадженням з парової фази. Елементний склад і морфологію БСВНТ визначено за допомогою скануючої електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. Нанотрубки мали середній діаметр від 7 до 18 нм і довжину в кілька десятків мікрон. Чистота БСВНТ була більш ніж 99,4 ат.%. Маса зразків становила від 2 до 4 мг. Виявлено, що температурна залежність питомої теплоємності БСВНТ значно відрізняється від теплоємності інших вуглецевих матеріалів (графена, в’язок ОСВНТ, графіту, алмазу) при низьких температурах. Теплоємність БСВНТ систематично зменшується зі збільшенням діаметра нанотрубок при низьких температурах. Температурні залежності питомої теплоємності БСВНТ з різними діаметрами демон-струють притаманний низьковимірним системам характер від 1D до 3D в залежності від температурних областей. Температури кросовера складають близько 6 та 40 К. Поблизу цих температур спостерігається гістерезис.

Ключові слова: вуглецеві нанотрубки, БСВНТ, питома теплоємність, нізьковимірні системи.