清华化工系魏飞等发文提醒原位环绕超长碳纳米
来源:团贷网网 发表于2019-07-09 08:20:05 编辑:周韶宁
摘要: 12月7日电 (通讯员 朱复兴)近来,清华大学化学工程系魏飞教授研讨组在《科学-开展》(Science Advances)在线宣布题为 声辅佐拼装单根单色超长碳纳米管用于

  12月7日电 (通讯员 朱复兴)近来,清华大学化学工程系魏飞教授研讨组在《科学-开展》(Science Advances)在线宣布题为 声辅佐拼装单根单色超长碳纳米管用于高电流输出晶体管 (Acoustic-assisted assembly of an individual monochromatic ultralong carbon nanotube for high on-current transistors)论文。研讨指出,将全同手性、微观长度的单根超长碳纳米管环绕成大面积线团,为制备高密度、手性共同碳纳米管这一世纪难题供给了一条全新道路,在新一代碳基电子器材范畴具有极大使用潜力。

  伴随着可移动智能设备、云存储和大数据处理的广泛使用,快速开展的信息产业对下一代更快、更节能的半导体资料提出了更高的要求。碳纳米管电子空穴高迁移率与本征半导体结构使其具有优异的电学功能,有望替代硅成为下一代碳基集成电路的中心资料。怎么使用我国碳纳米资料研讨的优势完成鄙人一代半导体资料上的打破然后脱节芯片长时间依靠进口的局势是碳纳米管使用的一个重大问题。现在限制高功能碳纳米管晶体管规模化使用的关键在于制备很多手性共同、高密度的碳纳米管资料。IBM表明:要想完成下一代依据碳纳米管的高功能电子器材,其半导体纯度应到达99.9999%,密度应到达125根每微米,即制备出单一色彩、相同手性的碳纳米管粉体是碳纳米管制备的终极目标。

  单色超长碳纳米管线团的制备及瑞利表征暗示。

  为此,魏飞教授带领团队将单根分米级长度、2 纳米直径的超长碳纳米管原位卷绕成高密度、单色碳纳米管线团。选用的办法是,向超长碳纳米管所在安稳的层流成长系统中引进低频声波,使得漂浮的超长碳纳米管在涡流的效果下环绕成平方毫米级面积巨细的线团。完成上述单色碳纳米管线团的另一中心是使用了作者规划开发的新式层流方形反应器在5片4英寸基底外表一起制备大面积超长碳纳米管。调查计算发现,线团的标准与施加声波的频率和气速有关,可以用自然界中描绘鱼摆尾或鸟挥翅发生推进力的斯特鲁哈尔数模型来表明,其自发的拼装进程满意最小能量耗散机制。这种碳纳米管线团具有全同手性结构,在超接连激光激发下出现单一色彩。依据色彩及光谱信息,筛选出半导体性碳纳米管线团制造晶体管器材,开关比103~106,输出电流4.4毫安,不只完成了高开关比与高输出电流兼备,并且也是现在依据单根碳纳米管制造的晶体管器材最高输出电流记载。这种使用单根微观长度、结构共同的超长碳纳米管卷绕成微米至毫米级单色线团,可使本来非常难以操作与别离的碳纳米管,变为一个毫米级颗粒的辨认与分捡问题,为很多制备单色碳纳米管线团粉体发明了一个可行的技能道路。

  该作业是魏飞教授团队继2019年制备出世界上最长半米长碳纳米管后又一立异性使用作业,为完成碳纳米管在高端电子产品及柔性电子器材中的使用,推进国家微电子职业开展供给了或许的办法。文章通讯作者为魏飞教授,榜首作者为清华大学化工系2019级博士生朱复兴、北京大学信息科学技能学院博士生魏楠与清华大学化工系2019级博士生谢欢欢,参加该作业的还有北京大学彭练矛教授和美国凯斯西储大学戴拂晓教授。本项研讨作业遭到国家重点基础研讨开展计划、国家自然科学基金委及北京市科学技能委员会等项目的赞助。

  

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