Исследование адгезии вертикально ориентированных углеродных нанотрубок к подложке методом атомно-силовой микроскопии

Представлены результаты экспериментальных исследований методом атомно-силовой микроскопии в режиме токовой спектроскопии адгезии к подложке вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (ВОУНТ), полученных методом химического осаждения из газовой фазы, индуцированного плазмой. Проведено моделирование продольной деформации ВОУНТ при приложении внешнего электрического поля. На основе полученных результатов разработана методика и определены адгезия ВОУНТ к подложке и адгезионная прочность соединения ВОУНТ с подложкой. Для ВОУНТ с диаметром от 70 до 120 nm адгезия к подложке изменялась от 0.55 до 1.19 mJ/m$^{2}$, сила адгезии от 92.5 до 226.1 nN. Адгезионная прочность соединения ВОУНТ с подложкой при приложении механической нагрузки составляет 714.1 $\pm$ 138.4 MPa, а соответствующая сила отрыва увеличивается с ростом диаметра ВОУНТ от 1.93 до 10.33 $\mu$N. При приложении внешнего электрического поля адгезионная прочность соединения возрастает почти в 2 раза и составляет 1.43 $\pm$ 0.29 GPa, а соответствующая сила отрыва изменяется от 3.83 до 20.02 $\mu$N. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования эмиссионных структур, элементов вакуумной микроэлектроники и микро- и наносистемной техники на основе ВОУНТ, а также методов зондовой нанодиагностики ВОУНТ.