| 杜克大学大量生产半导体纳米管 |
 |
| 2009年5月5日 07:22
纳米快报 |
| FPGA成都 |
以杜克大学为首 一组化学家在去年4月宣布发明了一种生长特别长， 直， 数量众多且排列有序 只有几个原子厚 碳纳米管 方法，如今他们修改了这一过程从而只制造出了半导体版本 这种单壁碳纳米管, 杜克大学 Jerry G. 和 Patricia Crawford Hubbard教席化学教授刘杰领导了这项研究，他说这项成果为制造超细 十亿分之一米尺寸 可靠 纳米电路铺平了道路,
我认为这是这个领域 圣杯，Liu说, 如今所有 东西都有了，包括对位置， 定向和电特性所有这些特性 控制, 我们现在可以大量制造电子器件，例如大电流场效应管和传感器,
由刘杰以及来自他在杜克大学 实验室以及中国北京大学 一组合作者撰写 关于这项成果 报告发表在了2009年1月20日出版 《纳米快报》(Nano Letters)杂志上, 他们 研究受到了美国海军研究实验室， 中国国家自然科学基金委员会， 碳纳米管制造商Unidym Inc， 杜克大学以及中华人民共和国科学技术部 资助,
刘杰已经为这种方法申请了一项专利, 他 实验室 一位博士后研究员Lei Ding是这份新 报告以及此前于2008年4月16日发表在《美国化学
会杂志》(JACS)上 研究 第一作者,
此前JACS 报告描述了这组科学家如何让纳米管森林形成了长而平行 路径，它们不会相互交叉，也就不会妨碍可能 电性能, 他们 方法是在由电子领域使用 连续且完整 石英单晶制成 一个模板上生长碳纳米管, 他们还使用了铜作为生长促进剂,
碳纳米管有时候被称为巴基管(buckytubes)，因为它们 末端接通 时候形成了足球形状 碳60分子，被称为巴基球(buckyballs), 已故 Richard Smalley因为合成巴基球而分享了诺贝尔奖，在来到杜克大学之前，刘杰当时就在Smalley领导 赖斯大学实验室工作,
刘杰说，除了尺寸特别小，这些纳米管还提供了其他优点——包括比目前用于制造晶体管等微型电子元件 材料 发热量更少以及运行频率更高, 他还说：在更高频率下运行意味着它们可以成为更优秀 无线通信器件,
但是2008年4月JACS 报告留下了一个没有解决 问题，让这些数量庞大 ， 直而且排列有序 纳米管无法用于电子元件, 生成 纳米管只有部分是电 半导体, 其他一些在电特性上相当于金属, 刘杰说，为了在晶体管中工作，这些纳米管必须全都具有半导体 特性,
在《纳米快报》 新报告中，这组科学家宣布他们通过一个修改而成功地实现了事实上全半导体 生长, 在他们之前 研究中，他们在原料气中使用了酒精乙醇从而提供生长纳米管 基本成分 碳原子, 在这项新 研究中，他们尝试了把不同比例 两种酒精——甲醇和乙醇——与另外两种此前他们使用 气体——氩和氢——混合在了一起,
我们发现通过使用两种酒精以及氩和氢 正确组合，我们可以专门生长半导体纳米管，刘杰说, 这就像操纵一个调节旋钮, 惰性气体氩气被用于提供稳定 乙醇和甲醇，而氢用于防止铜催化剂不被氧化,
这组科学家用900摄氏度 小型炉内通过化学气相沉积法制造了这些纳米管，之后把其中一些组装成了场效应管从而测试它们 电特性,
我们根据测量结果估计样本含有95%到98% 半导体纳米管，这组科学家报告说,
为了核实这一结果，这组科学家还用拉曼光谱检测了一些纳米管，这是一种通过研究材料如何与不同类型 激光相互作用从而 区分半导体和金属属性 分析技术,
根据这份新 《纳米快报》 报告，添加甲醇作为乙醇 补充还能缩小生成 纳米管 直径，而且和下面 石英晶体一起改善它们 原子排列,
生成 纳米管只能用放大倍数极高 设备看到，例如扫描电子显微镜和原子力显微镜, 这种中空 碳柱究竟具有金属性质还是半导体性质，这取决于它们 空间三维排列——科学家把这种性质称为手性,
这个研究组 下一个挑战将是在原子层次上理解为何就是这样调节生长气体混合物导致了正确 手性，从而只产生了半导体纳米管, 这组科学家还想知道是否另一种组合可能产生全金属性质 纳米管,
我们希望有能力控制那种手性，他说, |
|
|
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
|
