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Towards nanoreliability of CNT-based sensor applications: Investigations of CNT-metal interfaces combining molecular dynamics simulations, advanced in situ experiments and analytics

  • In this paper we present results of our recent efforts to understand the mechanical interface behaviour of single-walled carbon nanotubes (CNTs) embedded in metal matrices. We conducted experimental pull-out tests of CNTs embedded in Pd or Au and found Maximum forces in the range 10 - 102 nN. These values are in good agreement with forces obtained from molecular Dynamics simulations taking into account surface functional Groups (SFGs) covalently linked to the CNT material. The dominant failure mode in experiment is a CNT rupture, which can be explained with the presence of SFGs. To qualify the existence of SFGs on our used CNT material, we pursue investigations by means of fluorescence labeling of surface species in combination with Raman imaging. We also report of a tensile test system to perform pull-out tests inside a transmission electron microscope to obtain in situ images of CNT-metal interfaces under mechanical loads at the atomic scale.

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Autor*innen:S. Hartmann, A. Shaporin, S. Hermann, J. Bonitz, M. Heggen, P. Meszmer, Heinz SturmORCiD, O. Hölck, T. Blaudeck, S. E. Schulz, J. Mehner, T. Gessner, B. Wunderle
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):2015 16th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems
Jahr der Erstveröffentlichung:2015
Herausgeber (Institution):IEEE
Verlag:IEEE
Jahrgang/Band:2015
Erste Seite:1
Letzte Seite:8
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Carbon nanotube CNT; Fluorescence labeling; Metal matrix; Molecular dynamics simulation; Pull-out test; Raman imaging; Surface functional groups; Tensile test inside a TEM
Veranstaltung:2015 16th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems
Veranstaltungsort:Budapest, Hungary
Beginndatum der Veranstaltung:20.4.2015
ISBN:978-1-4799-9950-7
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:04.10.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:04.10.2016
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