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    美國(guó)杜克大學(xué)和中國(guó)北京大學(xué)科研人員日前成功制備出半導(dǎo)體型平行單壁碳納米管，從而首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳納米管平行性和導(dǎo)電性的同時(shí)控制。美國(guó)最新一期《納米快報(bào)》（Nano Letters）雜志刊登了有關(guān)這一成果的論文。

 

    碳納米管韌性高、導(dǎo)電性強(qiáng)、場(chǎng)發(fā)射性能優(yōu)良，應(yīng)用前景廣闊，有“超級(jí)纖維”之稱。根據(jù)導(dǎo)電性能的不同，碳納米管可分為金屬型和半導(dǎo)體型兩種。在合成過(guò)程中，兩種類型的碳納米管總是混雜在一起，大大限制了碳納米管在場(chǎng)效應(yīng)晶體管等方面的應(yīng)用，各國(guó)科學(xué)家都在為解決這一問(wèn)題而努力。此外，如果可以提高碳納米管的表面生長(zhǎng)密度及平行性，將會(huì)顯著增強(qiáng)碳納米管器件的性能，這也成為高碳納米管研究的重要課題。

 

    在2008年4月的研究中，杜克大學(xué)華裔科學(xué)家劉杰領(lǐng)導(dǎo)的科研小組曾制備出超高密度的平行單壁碳納米管，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳納米管平行性的控制。劉杰領(lǐng)導(dǎo)的科研小組此后與北京大學(xué)李彥領(lǐng)導(dǎo)的科研小組合作在該領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，他們利用甲醇和乙醇混合碳源，借助碳納米管和石英單晶晶格的相互作用，成功在石英表面制備出含量為95%至98%的半導(dǎo)體型平行單壁碳納米管，從而首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳納米管平行性和導(dǎo)電性的同時(shí)控制。基于此類碳納米管樣品產(chǎn)生的場(chǎng)效應(yīng)晶體管顯示出優(yōu)異的開關(guān)比性能。

 

    論文的第一作者丁磊博士在接受新華社記者電話采訪時(shí)表示，此項(xiàng)技術(shù)解決了表面制備碳納米管的最困難也是最重要的一個(gè)問(wèn)題，使得大規(guī)模制備半導(dǎo)體型平行碳納米管成為可能，這種碳納米管有望應(yīng)用于構(gòu)筑高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管和傳感器等。

 

    丁磊2007年畢業(yè)于北京大學(xué)，曾師從北大化學(xué)與分子工程學(xué)院李彥教授，目前在杜克大學(xué)化學(xué)系劉杰教授的課題組從事博士后研究。李彥與劉杰兩位教授都從事碳納米管領(lǐng)域的研究工作，多年來(lái)在研究過(guò)程中的密切合作和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)使他們共同完成了多項(xiàng)研究成果。