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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 微米和納米 » 學術討論 » 【求助】關于碳管的可控制備
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[交流]
【求助】關于碳管的可控制備 已有4人參與
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小弟今后可能要做關于碳納米管的可控制備方面的研究了，但是現(xiàn)在還是新手對于這方面還很不了解，希望各位xdjm給小弟介紹一下關于這方面的研究目前已到達什么樣的程度了，目前大家的研究重點在什么方面？希望大家不吝賜教。多謝！ [ Last edited by wdwsnnu on 2010-5-2 at 23:26 ] |
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部分包覆絕緣層的碳納米管 利用部分包覆絕緣層的碳納米管制作的場效應晶體管示意圖 各部分組成不同的分支碳納米管的透射電子顯微鏡照片。a：主干：未摻雜；分支：未摻雜。b：主干：氮摻雜；分支：氮摻雜。c： 主干：氮摻雜；分支：未摻雜。d：主干：未摻雜；分支：氮摻雜�！� 分支碳納米管形成機制示意圖 在國家自然科學基金委、科技部、中科院的大力支持下，中科院化學所有機固體院重點實驗室劉云圻研究員、朱道本院士和他們的研究生，與膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室韓布興研究員、劉志敏副研究員合作，在碳納米管場效應晶體管的研究方面取得新進展，有關研究成果申請了中國發(fā)明專利并發(fā)表在國際材料學術期刊《先進材料》(Advanced Materials (2006, Vol.18, No.2, p181-185)上。 場效應晶體管是薄膜型結(jié)構(gòu)，其中絕緣層的介電常數(shù)、致密性和厚度對晶體管的性能影響較大。通常使用的二氧化硅絕緣層的介電常數(shù)較低(3.9)，而氧化鋁不但介電常數(shù)高(8.6 10)，還具有低滲透性、高熱穩(wěn)定性等優(yōu)點。但至今還沒有氧化鋁作為柵極絕緣層包覆一維納米材料的實驗報道，主要是因為氧化鋁熔點非常高，無法采用常規(guī)技術制作氧化鋁絕緣層。為此，他們利用超臨界流體技術(Adv. Mater.,2004,16,350；2005, 17,217)簡單、高效地將氧化鋁不連續(xù)地包覆在碳納米管表面(圖1)，并利用聚焦離子束 (FIB) 直接觀察選擇合適的帶絕緣層的碳納米管，并在裸露的碳納米管兩端原位沉積Pt電極作為源、漏電極，在包覆有氧化鋁絕緣層的區(qū)域沉積Pt電極作為柵電極，制備了場效應晶體管(圖2)。由該技術制備的氧化鋁絕緣層的漏電流很小，在室溫下碳納米管具有明顯的場效應現(xiàn)象，調(diào)控器件所需的柵極電壓較通常結(jié)構(gòu)的場效應晶體管低，且在一塊電路版上的每個器件能分別通過專有的柵電極操控。 另外，他們提出了一種制備結(jié)構(gòu)和組成可控的分支碳納米管的新方法――氣流波動法。有關研究成果已申請了中國發(fā)明專利，并發(fā)表在近期的國際納米期刊Nano Letters(2006, Vol. 6, No. 2, p.186-192)上。 碳納米管因其優(yōu)良的電學和機械性能目前已經(jīng)廣泛地被用來制作多種納米電子器件，但是如何將這些獨立的電子器件連接成一個功能系統(tǒng)，如納米電路等，仍是納米電子學領域的一大挑戰(zhàn)。該課題組提出了一種新的制備方法來解決這一難題。他們發(fā)現(xiàn)氣流波動能可控地制備分支碳納米管陣列。同時通過改變氣流的成分就可以控制分支碳納米管中各部分的化學組成(圖3)。據(jù)此，他們提出了分支碳納米管形成的一種新機制(圖4)。這種方法簡單可控，為分支碳納米管用于制備未來的納米集成電路提供了可能，并可能用于制備其它材料的分支納米結(jié)構(gòu)，對分支納米結(jié)構(gòu)的制備和納米器件的集成具有重要意義。 近日，在國家自然科學基金委、科技部、中科院的大力支持下，中科院化學所有機固體院重點實驗室與膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室研究人員合作在碳納米管場效應晶體管的研究方面取得新進展，有關研究成果申請了中國發(fā)明專利并發(fā)表在國際材料學術期刊《先進材料》(Advanced Materials (2006, Vol.18, No.2, p181-185)上。場效應晶體管是薄膜型結(jié)構(gòu)，其中絕緣層的介電常數(shù)、致密性和厚度對晶體管的性能影響較大。通常使用的二氧化硅絕緣層的介電常數(shù)較低(3.9)，而氧化鋁不但介電常數(shù)高(8.6 10)，還具有低滲透性、高熱穩(wěn)定性等優(yōu)點。但至今還沒有氧化鋁作為柵極絕緣層包覆一維納米材料的實驗報道，主要是因為氧化鋁熔點非常高，無法采用常規(guī)技術制作氧化鋁絕緣層。為此，他們利用超臨界流體技術(Adv. Mater.,2004,16,350；2005, 17,217)簡單、高效地將氧化鋁不連續(xù)地包覆在碳納米管表面，并利用聚焦離子束 (FIB) 直接觀察選擇合適的帶絕緣層的碳納米管，并在裸露的碳納米管兩端原位沉積Pt電極作為源、漏電極，在包覆有氧化鋁絕緣層的區(qū)域沉積Pt電極作為柵電極，制備了場效應晶體管。由該技術制備的氧化鋁絕緣層的漏電流很小，在室溫下碳納米管具有明顯的場效應現(xiàn)象，調(diào)控器件所需的柵極電壓較通常結(jié)構(gòu)的場效應晶體管低，且在一塊電路版上的每個器件能分別通過專有的柵電極操控。另外，他們提出了一種制備結(jié)構(gòu)和組成可控的分支碳納米管的新方法――氣流波動法。有關研究成果已申請了中國發(fā)明專利，并發(fā)表在近期的國際納米期刊Nano Letters(2006, Vol. 6, No. 2, p.186-192)上。碳納米管因其優(yōu)良的電學和機械性能目前已經(jīng)廣泛地被用來制作多種納米電子器件，但是如何將這些獨立的電子器件連接成一個功能系統(tǒng)，如納米電路等，仍是納米電子學領域的一大挑戰(zhàn)。該課題組提出了一種新的制備方法來解決這一難題。他們發(fā)現(xiàn)氣流波動能可控地制備分支碳納米管陣列。同時通過改變氣流的成分就可以控制分支碳納米管中各部分的化學組成。據(jù)此，他們提出了分支碳納米管形成的一種新機制。這種方法簡單可控，為分支碳納米管用于制備未來的納米集成電路提供了可能，并可能用于制備其它材料的分支納米結(jié)構(gòu)，對分支納米結(jié)構(gòu)的制備和納米器件的集成具有重要意義。 （2006/04/04 “中科院網(wǎng)站”） |
5樓2010-05-03 09:37:07
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