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碳纳米管的人工筛选新技术 |
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| 碳纳米管的人工筛选新技术 |
| 物理教育网 www.wuli.com.cn 文章来源：转载 发表时间：2006-8-2 10:43:47 阅读次数： |
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碳纳米管的人工筛选新技术
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 美国赖斯大学的科学家Howard Schmidt与合作者首创性地发明了一种可以用尺寸大小来筛选半导体碳纳米管的方法。这是一种基于双向电泳的技术，不但可以将金属性的纳米管从半导体碳纳米管中挑选出来，而且可以根据碳纳米管的直径来筛选它们。这种区分和筛选的能力对于制造基于碳纳米管的器件相当重要。（相关文章将于近日发表于J.Am.Chem.Soc）
单层碳纳米管在制造高速纳米尺度电子器件方面具有巨大的潜力。单层碳纳米管从本质上来讲是由一张单层石墨薄膜卷成的，根据薄膜卷起的方向不同，碳纳米管的性质又可分为金属性和半导体性两类。金属性的碳纳米管可以用来制造纳米导线，而半导体性的碳纳米管则可用于制造纳米晶体管。
然而在制造单层碳纳米管的时候，金属性和半导体性的碳纳米管是混在一起的，而且这些纳米管直径各不相同，光学和电子性质差别很大。碳纳米管的带隙取决于它的直径，所以直径的差别直接影响到材料的电学性质。虽然将金属性的碳纳米管从中筛选出来的方法已经出现，但根据其直径加以筛选的方法人们今天才刚刚找到。
Schmidt小组方法的根据是纳米管的电容率因其直径的不同而不同。他们用微电极阵列构造了一个场强不均的狭窄充电室，充电室在交流电下工作，然后将带有各种碳纳米管的液体注入充电室。他们发现，金属性的碳纳米管被吸引向电极阵列，而半导体纳米管留在液体中。两种碳纳米管移动的方向不同，原因是半导体碳纳米管电容率要小于溶液，而金属的要大于溶液。半导体碳纳米管也因它们的半径不同而在溶液中分出了层次。较小直径的电容率要小于较大直径的，因此比较大直径的处于溶液的上层，这样研究人员就可以利用电极阵列上方的溶液梯度将不同直径的纳米管分离。能够这样分离纳米管的原理是，如图所示，在狭窄的充电腔内，靠近电极阵列的溶液被交变电场所扯住，流速比上层的要慢得多。
Schmidt说：“我希望这个方法可以使单层碳纳米管在下一代电子器件制造中得到广泛应用，人们可以直接用含有规格相同的碳纳米管溶液来生产器件。”现在赖斯大学的这伙科学家正在兴致勃勃地努力将这种方法加以完善和规模化，他们最终的目地是制造出一种生产确定规格碳纳米管的自动设备。 | |
| 文章录入：huangyongjun 责任编辑：黄永军 |
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