We report the synthesis of high-quality single-walled carbon nanotubes (SWNT) by chemical vapor deposition (CVD) of methane at 1000°C on supported Fe2O3 catalysts. The type of catalyst support is found to control the formation of individual or bundled SWNTs. Catalysts supported on crystalline alumina nanoparticles produce abundant individual SWNTs and small bundles. Catalysts supported by amorphous silica particles produce only SWNT bundles. Studies of the ends of SWNTs lead to an understanding of their growth mechanism. Also, we present the results of methane CVD on supported NiO, CoO and NiO/CoO catalysts.

The synthesis of bulk amounts of high quality single-walled carbon nanotubes (SWNTs) is accomplished by optimizing the chemical compositions and textural properties of the catalyst material used in the chemical vapor deposition (CVD) of methane. A series of catalysts are derived by systematically varying the catalytic metal compounds and support materials. The optimized catalysts consist of Fe/Mo bimetallic species supported on a novel silica−alumina multicomponent material. The high SWNT yielding catalyst exhibits high surface-area and large mesopore volume at elevated temperatures. Gram quantities of SWNT materials have been synthesized in ∼0.5 h using the optimized catalyst material. The nanotube material consists of individual and bundled SWNTs that are free of defects and amorphous carbon coating. This work represents a step forward toward obtaining kilogram scale perfect SWNT materials via simple CVD routes.

A nanoelectrode array based on vertically aligned multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) embedded in SiO2 is used for ultrasensitive DNA detection. Characteristic electrochemical behaviors are observed for measuring bulk and surface-immobilized redox species. Sensitivity is dramatically improved by lowering the nanotube density. Oligonucleotide probes are selectively functionalized to the open ends of nanotubes. The hybridization of subattomole DNA targets can be detected by combining such electrodes with Ru(bpy)32+ mediated guanine oxidation.

We report a bottom-up approach to integrate multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) into multilevel interconnects in silicon integrated-circuit manufacturing. MWNTs are grown vertically from patterned catalyst spots using plasma-enhanced chemical vapor deposition. We demonstrate the capability to grow aligned structures ranging from a single tube to forest-like arrays at desired locations. SiO2 is deposited to encapsulate each nanotube and the substrate, followed by a mechanical polishing process for planarization. MWNTs retain their integrity and demonstrate electrical properties consistent with their original structure.

ZnO Nanocrystals with Hexagonal Disk Shape Grown by Thermal Evaporation Method in Air at Atmospheric Pressure,