journal article·2011-04-27

Effects of Ligand Monolayers on Catalytic Nickel Nanoparticles for Synthesizing Vertically Aligned Carbon Nanofibers

Mehmet F. Sarac, Robert M. Wilson, Aaron C. Johnston-Peck, Junwei Wang, Ryan Pearce, Kate L. Klein, Anatoli V. Melechko, Joseph B. Tracy

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Abstract

Vertically aligned carbon nanofibers (VACNFs) were synthesized using ligand-stabilized Ni nanoparticle (NP) catalysts and plasma-enhanced chemical vapor deposition. Using chemically synthesized Ni NPs enables facile preparation of VACNF arrays with monodisperse diameters below the size limit of thin film lithography. During pregrowth heating, the ligands catalytically convert into graphitic shells that prevent the catalyst NPs from agglomerating and coalescing, resulting in a monodisperse VACNF size distribution. In comparison, significant agglomeration occurs when the ligands are removed before VACNF growth, giving a broad distribution of VACNF sizes. The ligand shells are also promising for patterning the NPs and synthesizing complex VACNF arrays.
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Research context

OpenAlex topics: Graphene research and applications · Advancements in Battery Materials · Carbon Nanotubes in Composites

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Materials Science and Engineering, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina 27695, United States

Surface and Microanalysis Science Division, National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Gaithersburg, Maryland 20899, United States

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