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新方法合成90％純度碳納米管水平陣列

作者：中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司來源：http://m.chun-tian.cn 日期：2017-02-21 15:33:50

多年來，找到一種可靠方法制備相同結(jié)構(gòu)碳納米管的水平陣列，是困擾科學(xué)家們的一大難題。最近，研發(fā)人員開發(fā)出一種全新方法，合成出純度高達90％的相同結(jié)構(gòu)碳納米管水平陣列。

碳納米管（CNTs）因其優(yōu)越的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，被認為最有潛力取代硅用于下一代微電子器件。碳納米管可看成是由石墨片卷曲而成，但其合成過程完全不涉及卷曲，而是通過催化化學(xué)氣相沉積法，在催化劑粒子表面成核生長而成。催化劑既提供支撐結(jié)構(gòu)，又催化碳氫鍵分解成碳原子形成碳納米管。

技術(shù)人員開發(fā)出一種利用碳納米管與催化劑對稱性匹配的外延生長的全新方法，通過對碳管成核效率的熱力學(xué)控制和生長速度的動力學(xué)控制，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)為手性指數(shù)（2m,m）類碳納米管陣列的富集生長。他們選用碳化鉬為催化劑，制備了純度高達90％、結(jié)構(gòu)為手性指數(shù)（12,6）的金屬性碳納米管水平陣列，密度為20根/微米。他們還用碳化鎢做催化劑，制備了結(jié)構(gòu)為手性指數(shù)（8,4）的半導(dǎo)體性碳納米管水平陣列，其純度可達80％。理論預(yù)測，這種方法純度可達99％，可見還有很大的發(fā)展空間。

技術(shù)人員表示，相同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體性碳納米管水平陣列非常適合用來生產(chǎn)碳納米管晶體管，他們今后會繼續(xù)改進純度，并選擇性制備其他類型碳納米管結(jié)構(gòu)。

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