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[交流]
【求助】關(guān)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(guān)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(guān)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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ltyconan(金幣+1): 2010-05-03 23:00
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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(yīng)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(xué)基金委、科技部、中科院的大力支持下，中科院化學(xué)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(xué)熱力學(xué)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(yīng)晶體管的研究方面取得新進展，有關(guān)研究成果申請了中國發(fā)明專利并發(fā)表在國際材料學(xué)術(shù)期刊《先進材料》(Advanced Materials (2006, Vol.18, No.2, p181-185)上。 場效應(yīng)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(shù)制作氧化鋁絕緣層。為此，他們利用超臨界流體技術(shù)(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(yīng)晶體管(圖2)。由該技術(shù)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(xué)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(xué)領(lǐng)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(xué)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(xué)基金委、科技部、中科院的大力支持下，中科院化學(xué)所有機固體院重點實驗室與膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)院重點實驗室研究人員合作在碳納米管場效應(yīng)晶體管的研究方面取得新進展，有關(guān)研究成果申請了中國發(fā)明專利并發(fā)表在國際材料學(xué)術(shù)期刊《先進材料》(Advanced Materials (2006, Vol.18, No.2, p181-185)上。場效應(yīng)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(shù)制作氧化鋁絕緣層。為此，他們利用超臨界流體技術(shù)(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(yīng)晶體管。由該技術(shù)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(xué)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(xué)領(lǐng)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(xué)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”） |
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