設計された触媒を用いた制御されたキラリティの水平炭素ナノチューブの配列
Shuchen Zhang1, Lixing Kang1,2, Xiao Wang3,4
1Center for Nanochemistry, Beijing Science and Engineering Center for Nanocarbons, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
Nature
|February 16, 2017
まとめ
研究者は,制御されたキラリティを持つ水平単面カーボンナノチューブ (SWNT) 配列を育成する方法を開発しました. 先進的なナノ電子装置の ナノチューブの特性を正確に調整できます
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 固体物理学
背景:
- ムーアの法則は終わりに近づいており 代替の半導体材料の需要を押し上げています
- シングルウォールカーボンナノチューブ (SWNT) はナノエレクトロニクスにとって有望である.
- 水平のSWNT配列は,最適化された電流出力を提供するが,制御されたキラリティがない.
研究 の 目的:
- 制御されたキラリティを持つ水平のSWNT配列の直接成長を達成する.
- 様々な用途にSWNT配列の適応を可能にし,デバイスの均一性を確保する.
- 成長中のSWNTのキラリティを調整するための予測可能な方法を開発する.
主な方法:
- 制御された表面対称性を持つ固体炭化物触媒 (Mo2CとWC) を使用した.
- 選択的な核化のためにSWNT構造と触媒の対称性を熱力学的にマッチングした.
- 化学蒸気堆積における炭素濃度調整により,運動成長率を最適化した.
主要な成果:
- 水平に並べられた金属SWNT配列 (>20チューブ/μm,90% (12,6) のキラリティ) を成功裏に成長させました.
- 製造された半導体SWNT配列 (>10チューブ/μm,80% (8,4) のキラリティ).
- 熱力学と運動学を制御することで 調節可能なSWNTキラリティを証明した.
結論:
- 開発された戦略は,既存の方法と比較して,SWNTのキラリティをよりよく制御できます.
- このアプローチは,望ましいキラリティの成長条件の予測を可能にします.
- 合わせたSWNT特性を持つ均一なナノ電子装置の製造を可能にします.
