碳納米管分子結電晶體

碳納米管分子結電晶體是研究人員製備出的溝道長度僅為2.8納米的金屬—半導體—金屬構型，觀察到其室溫量子相干輸運性質和法布里—珀羅干涉效應。該研究為碳納米管的手性及導電屬性調控提供了新途徑，顯示了碳納米管分子結電晶體的優異性能。

基本介紹

• 中文名：碳納米管分子結電晶體
• 溝道長度：2.8納米

研究方法

半導體性碳納米管具有大長徑比、無懸鍵表面、高載流子遷移率、室溫彈道輸運等獨特結構特徵和優異電學性質，因而被認為是十納米以下高性能、低功耗電晶體溝道材料的有力候選。

碳納米管的導電屬性取決於其螺旋（手性）結構，通常製備出的碳納米管為金屬性和半導體性碳納米管的混合物。雖然近年來碳納米管的結構控制生長與手性分離研究取得了較大進展，但單根碳納米管的手性及導電屬性調控仍是本領域研究的關鍵和難點。

為此，研究人員利用球差校正電鏡圖像和納米束電子衍射圖譜對變形前後碳納米管的手性進行分析，在近30次連續手性轉變過程中發現碳納米管的手性角具有向高角度轉變的明顯趨勢，並結合原位測量以碳納米管為導電溝道的懸空電晶體的電學輸運性質，實現了金屬性碳納米管向半導體性碳納米管的可控轉變。

研究成果

中科院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部研究員劉暢等人與日本國立材料科學研究所、澳大利亞昆士蘭科技大學等單位的研究人員合作，開展了碳納米管手性改造與分子結電晶體研究。相關研究成果2021年12月24日線上發表於《科學》。

研究人員製備出溝道長度僅為2.8納米的金屬—半導體—金屬構型碳納米管分子結電晶體，並觀察到其室溫量子相干輸運性質和法布里—珀羅干涉效應。該研究為碳納米管的手性及導電屬性調控提供了新途徑，顯示了碳納米管分子結電晶體的優異性能。