Electric charge enhancements in carbon nanotubes: Theory and experiments

We present a detailed study of the static enhancement effects of electric charges in micron-length single-walled carbon nanotubes, using theoretically an atomic charge-dipole model and experimentally electrostatic force microscopy. We demonstrate that nanotubes exhibit at their ends surprisingly weak charge enhancements which decrease with the nanotube length and increase with the nanotube radius. A quantitative agreement is obtained between theory and experiments.Comment: 6 Fi

Étude des propriétés électroniques de nanotubes de carbone par microscopie à force électrostatique et spectroscopie Raman

Les propriétés électroniques de nanotubes de carbone sont étudiées par techniques de microscopie à force électrostatique (EFM) et de spectroscopie Raman. Les propriétés électrostatiques de nanotubes individuels monoparois et multiparois déposés sur des couches minces isolantes sont dans un premier temps mises en évidence par expériences d'injection de charges et mesures EFM. Après injection locale de charges par une pointe EFM, une délocalisation de charges est observée le long des nanotubes, qui correspond aux charges stockées dans les nanotubes et/ou aux charges piégées en surface de la couche d'oxyde le long des nanotubes. Ces deux effets sont dissociés expérimentalement. Les dynamiques de décharge (continue ou abrupte) de nanotubes chargés sont discutées, ainsi que les phénomènes d'exaltation de champ aux extrémités des nanotubes. Dans le cas des nanotubes multiparois, la mesure quantitative des densités linéiques de charge montre que l'électrostatique des nanotubes s'écarte des les lois classiques de l'électrostatique par plus d'un ordre de grandeur. On montre ainsi que les nanotubes multiparois ne se comportent pas comme des capacités cylindriques, mais développent une charge dans leurs parois internes. La spectroscopie Raman a été utilisée dans un second temps comme étude complémentaire des nanotubes, en corrélation avec les expériences EFM. Les spectres Raman permettent de déterminer le diamètre et la puretés des nanotubes, pour des nanotubes individuels, ainsi que pour des cordes ou des fagots de nanotubes, et enfin, d'appréhender le caractère semiconducteur ou métallique des nanotubes dans le cas de nanotubes monoparois.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Graphene Infused Ecological Polymer Composites for Electromagnetic Interference Shielding and Heat Management Applications

In the age of mobile electronics and increased aerospace interest, multifunctional materials such as the polymer composites reported here are interesting alternatives to conventional materials, offering reduced cost and size of an electrical device packaging. We report a detailed study of an ecological and dual-functional polymer composite for electromagnetic interference (EMI) shielding and heat management applications. We studied a series of polylactic acid/graphene nanoplatelet composites with six graphene nanoplatelet loadings, up to 15 wt%, and three different flake lateral sizes (0.2, 5 and 25 μm). The multifunctionality of the composites is realized via high EMI shielding efficiency exceeding 40 dB per 1 mm thick sample and thermal conductivity of 1.72 W/mK at 15 wt% nanofiller loading. The EMI shielding efficiency measurements were conducted in the microwave range between 0.2 to 12 GHz, consisting of the highly relevant X-band (8–12 GHz). Additionally, we investigate the influence of the nanofiller lateral size on the studied physical properties to optimize the studied functionalities per given nanofiller loading

Electrostatic properties of carbon nanotubes and carbon nanotube devices using scanning force techniques

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Studies of Multiwall Carbon Nanotubes Using Raman Spectroscopy and Atomic Force Microscopy

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Broadband Metallic Carbon Nanotube Saturable Absorber for Ultrashort Pulse Generation in the 1500–2100 nm Spectral Range

Herein, we report on the possibility of ultrashort laser pulse generation in the broadband spectral range using a saturable absorber based on free-standing metallic carbon nanotube thin film. Erbium, thulium, and holmium-doped all-fiber lasers were mode-locked with a single saturable absorber containing a 300 nm thick material layer. Subpicosecond pulses were generated at 1559, 1938, and 2082 nm. Our work validates the broadband operation of metallic carbon nanotube-based saturable absorbers and highlights the suitable performance of nanomatematerial for ultrafast photonic applications