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纳米碳管在电子元器件中的应用
http://www.100md.com 2001年8月21日 科学时报
     纳米碳管及纳米材料的研究开发已成为国内外学术界科研热点,理论研究与制备工艺取得重大突破,在生成机理、结构分析、材料特性、制备纯化等方面的研究获得一些新进展,其广阔的应用前景也不断地显现出来。

    目前,制备碳管的方法已有多种,大多采用激光轰击法和电弧放电法,所制备的纳米碳管结构完整,缺陷少。

    不少科研单位成功地用纳米碳管制作出纳米电子器件,研究表明碳管作为微芯片电路中的晶体管和互连微细导线是可行的。用单根半导体纳米碳管及其两端的金属电极研制成的一种场效应晶体管FET,门电极对FET的导电性调制比硅FET要大106或更高一些。禁带宽度和导电性不同的碳管使得纳米器件具有多样性,金属——半导体纳米碳管具有二极管特性,理论上不同禁带宽度纳米碳管的集合应当具有发光二极管特性,甚至可成为一种纳米级的激光器。利用组装在晶态金属表面上纳米碳管的导电量子特性和负阻特性,可以设计纳米电子器件的放大器、存储器和振荡器,在此基础上进一步组装纳米IC,现已经能够做出一种完全用碳管构成的纳米电路,其中包括导线、开关和存储元件。碳管热导率高,无金属导线中电子逸出问题,电流密度大,非常适合作芯片中的互连导线,有几种方法在研究之中。

    对纳米碳管电学特性的研究主要集中在碳管的电子输运特性和场发射特性,重点是对分立的单根碳管的研究。研究表明,纳米碳管作微尖阵列高效场发射电子源,具有优良的场发射性能,其尖端附近的电场非常集中,用其制作显示屏的高分辨率是目前已有技术不可能达到的。

    在室温下,半导体纳米碳管与碱、卤素及其它气体相接触时,其电阻值会发生很大的变化,因而有可能用此研制出超灵敏气体传感器。现已将活性物植入到纳米碳管中,预期有可能作为生物传感器加以使用。还可用纳米碳管作化学探针与基因探针,识别物质表面化学组分。

    此外,通过对纳米碳管实施化学方法,对表面或管内进行修饰,达到改善其强度、导电、光学、磁性等性能,可望成为光导材料、非线性光学材料、新型发光材料、软铁磁性材料、理想的分子载体等。尽管纳米碳管的很多研究开发还处于起始阶段,但其获得应用的第一个领域是电子学的趋势日益明朗。, http://www.100md.com(京 生)