11
Квантовые объекты нанотехнологий: свойства, применения, перспективы
высокую прочность. При изгибе они могут менять свою форму, дефор-
мируются, но не рвутся.
Нанотрубки, получаемые в процессе роста, могут быть как одно-
слойными, так и многослойными, т. е. представлять собой систему вло-
женных друг в друга цилиндров уменьшающегося радиуса, подобно
тому, как вкладываются одна в другую матрешки. Исследования пока-
зали, что группы концентрических (телескопических) нанотрубок, на-
ходящиеся внутри другого набора таких же трубок, могут скользить
друг относительно друга с частотой порядка миллиарда раз в секунду.
Такие механические гигагерцовые осцилляторы могут стать основой
наноразмерных приборов, компоненты которых будут обладать молни-
еносной быстротой реакции на магнитные и механические воздействия.
Необычные и чрезвычайно разнообразные свойства углеродных
нанотрубок — структурные, электрические, механические и т. д. — со-
держат в себе очень широкие возможности их практического примене-
ния. Рассмотрим некоторые из них.
Хорошая проводимость нанотрубок в сочетании с миниатюрными
размерами и высоким значением отношения длины к диаметру (>10
3
)
делает их уникальным источником автоэлектронной (холодной, поле-
вой) эмиссии. Использование эмиттеров холодных катодов на основе
нанотрубок позволяет заметно улучшить рабочие характеристики пло-
ских мониторов, катодолюминисцентных источников света, рентгенов-
ских трубок и ряда других приборов. Нанотрубки, обладающие метал-
лическим типом проводимости, могут быть также использованы для
создания материалов, экранирующих электромагнитное поле.
Структурные и электронные свойства нанотрубок обеспечивают
широкие возможности их использования в электронике. На их основе
уже созданы выпрямители, транзисторы, осцилляторы нанометровых
размеров, быстродействие которых на порядки превосходит быстродей-
ствие существующих устройств. С помощью углеродных нанотрубок,
уже зарекомендовавших себя как универсальный «стройматериал» на-
ноэлектроники, в ближайшее время возможно осуществить революци-
онный переход от кремниевой микроэлектроники к углеродной наноэ-
лектронике. Так, например, транзисторы, построенные из нанотрубок,
будут в 500 раз меньше тех полупроводниковых транзисторов, которые
используются в современных микросхемах. Плотность записи инфор-
мации в наноэлектронике будет больше, чем в кремниевой микроэлек-
тронике, примерно на три порядка.
С помощью углеродных нанотрубок могут быть созданы сверхкон-
денсаторы, обладающие очень большой емкостью. Для этого суспензию
из нанотрубок наносят на металлическую подложку так, чтобы нано-
трубки располагались близко друг к другу. Известно, что емкость кон-
денсатора пропорциональна площади обкладок, на которых накаплива-
