碳納米管潔凈度接近極致

碳納米管（CNTs）的兩個主要特點對電子產(chǎn)品產(chǎn)生了重大影響，你可以將它們放在你想要的地方，以及把半導體材料和金屬材料分開。

目前尚不清楚這些問題的解決方案是否已經(jīng)為碳納米管在后硅電子世界中的解決方案打開了大門。但至少有一些解決方案正在進行。碳納米管的另一個問題：難以獲得均勻的電阻測量。

現(xiàn)在，英國萊斯大學和英國斯旺西大學的研究小組在兩位大學教授的安德魯·巴倫（Andrew Barron）的帶領(lǐng)下發(fā)現(xiàn)，清潔是獲得更準確的碳納米管電阻測量的關(guān)鍵。 在這個過程中，研究人員可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了使用碳納米管時，未來電子能夠進入的納米級的程度。

在Nano Letters雜志描述的研究中，Barron和他的團隊在嘗試了各種方法從各種污染物中清潔碳納米管之后，對多壁碳納米管和單壁碳納米管進行了艱苦的阻力測量。 結(jié)果是他們可以去除的雜質(zhì)越多，阻力測量值越準確和一致。

半導體碳納米管應(yīng)該遵循與任何其他導線相同的電阻原理：沿其長度方向逐漸變得更耐電流。 但是，這相當難。

根據(jù)Barron的說法，問題的一部分是碳納米管含有許多雜質(zhì)，而且人們清洗它們的方法也有很多。

為了提供一些方法，巴倫和斯旺西和賴斯的團隊都在研究碳納米管。 Barron說：“典型的電阻值不是測量單個碳納米管，而是碳纖維束或電線。 “在單個碳納米管上獲得一致的結(jié)果意味著我們可以了解清洗的問題有多少?！?/p>

清潔工作始于真空加熱碳納米管或用氬離子轟擊清潔表面。 在這一點上，他們可以將探針連接到碳納米管的任一端，以測試它們的電阻，就像使用電線一樣。 當然，不同之處在于納米管太小以至于不得不借助于掃描顯微鏡（STM）來連接鎢探針。

當碳納米管清除污染物時，電阻應(yīng)該是會隨著電線的走向而增加。 然而，最輕微的污染物會在整個測量過程中搗亂，這說明為什么很難獲得穩(wěn)定可靠的碳納米管電阻測量。

在嘗試各種溫度加熱碳納米管（特別是退火）之后，研究人員在500攝氏度（932華氏度）下退火碳納米管以確保足夠的污染已經(jīng)被去除，從而準確測量電阻。

通過達到這個凈化水平，應(yīng)該有可能在沒有摻雜或其他技巧的情況下達到碳納米管所需的導電率。 根據(jù)Barron的說法，如果碳納米管已被充分凈化，可以通過將接觸點放置在正確的位置來調(diào)整其導電性。因此也產(chǎn)生了基于納米管的電子器件的尺寸可能存在限制的想法。

根據(jù)Barron的說法，這個限制發(fā)生是基于觸點周圍消耗區(qū)的產(chǎn)生。 當所有電荷載流子被去除時，消耗區(qū)都出現(xiàn)在材料的導電區(qū)域中。 在這種情況下，如果接觸距離小于1微米，則消耗區(qū)開始重疊，從而將材料的電子性質(zhì)從導體改變?yōu)榘雽w。

Barron補充說：“我們現(xiàn)在正在研究一系列的觸點，以確定這個地區(qū)的規(guī)模能否縮小?！?/p>

Barron認為，這項工作是通過實驗工作鼓勵對碳納米管電子性質(zhì)的更基本的了解，而不是理論工作。

為了進一步開展這項實驗性研究，Barron希望與其他研究人員和業(yè)界合作，對單個碳納米管和碳納米管器件進行精確測量，以便更好地理解碳納米管在電子應(yīng)用中的局限性和潛力。