使用设计的催化剂培养的水平碳纳米管阵列
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
概括
研究人员开发了一种方法来生长水平单壁碳纳米管 (SWNT) 阵列,并控制其度. 这一突破使得先进的纳米电子设备能够精确调整纳米管的特性.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 固态物理
背景情况:
- 摩尔定律即将结束, 推动对替代半导体材料的需求.
- 单壁碳纳米管 (SWNT) 是纳米电子的前景.
- 水平SWNT阵列提供了优化的电流输出,但缺乏可控的性.
研究的目的:
- 实现横向SWNT阵列的直接生长,并控制其性.
- 为了使SWNT阵列适应各种应用,并确保设备的统一性.
- 开发一种可预测的方法来调整SWNT在生长过程中的性质.
主要方法:
- 使用具有受控表面对称性的固体碳化物催化剂 (Mo2C和WC).
- 采用SWNT结构和催化剂对称性的热力学匹配用于选择性核化.
- 通过调整化学蒸汽沉积中的碳度来优化运动增长率.
主要成果:
- 成功地生长了水平对齐的金属SWNT阵列 (>20管/μm,90% (12,6) 奇拉性).
- 制造的半导体SWNT阵列 (>10管/μm,80% (8,4) 性).
- 通过控制热力学和动力学来证明可调节的SWNT性.
结论:
- 与现有方法相比,开发的策略可以更好地控制SWNT的性.
- 这种方法可以预测所需的生长条件.
- 能够制造具有定制SWNT属性的统一纳米电子设备.
