碳纳米管晶体管研制成功

我们所使用的每一台电脑,至少包含有数十亿只（由半导体硅制成的）晶体管.它们在计算机中接受软件的指挥,或开启或关闭,共同协调完成一部部电子表演的音乐舞蹈.过去的几十年,半导体科技人员的努力已经将硅晶体管的尺寸从几十微米减少到20—30nm,令世人享受到计算机的小型化以及功能的多样化.然而,硅晶体管尺寸的进一步缩小遭遇到挑战.近十年来,人们把硅晶体管的替代物设定为由碳纳米管制成的晶体管,然而研制碳纳米管晶体管的工作成效甚微．     

基于非平衡Green函数理论的峰值掺杂-低掺杂漏结构碳纳米管场效应晶体管输运研究

为改善碳纳米管场效应晶体管的性能,将一种峰值掺杂-低掺杂漏(HALO-LDD)掺杂结构引入碳纳米管沟道.在量子力学非平衡Green函数理论框架内,通过自洽求解Poisson方程和Schrödinger方程,构建了适用于非均匀掺杂的碳纳米管场效应管的输运模型,该模型可实现场效应晶体管的输运性质与碳纳米管手性指数的对接. 利用该模型研究了单HALO双LDD 掺杂结构对碳纳米管场效应晶体管输运特性的影响.对比分析表明,这种非均匀掺杂结构的场效应管同本征碳纳米管沟道场效应晶体管相比,具有更低的泄漏电流、更大的电流开关比、更小的亚阈区栅电压摆幅,表明其具有更好的栅控能力; 具有更小的漏源电导,更适合应用于模拟集成电路中;具有更小的阈值电压漂移,表明更能抑制短沟道效应. 同本征沟道碳纳米管场效应晶体管相比,这种非均匀掺杂碳纳米管场效应晶体管在沟道区靠近源端位置,电场强度增大, 有利于增大电子的传输速率;在沟道区靠近漏端位置,电场强度减小,更有利于抑制热电子效应.     

碳纳米管冷阴极脉冲发射特性及仿真模型研究

针对碳纳米管场致发射冷阴极在微波、毫米波电真空辐射源器件中的应用需求,采用2μs,20 kV的脉冲高压对碳纳米管场致发射冷阴极的脉冲发射特性进行了实验研究.通过改变阴阳极间距,对碳纳米管冷阴极发射电流特性及发生脉冲高压打火后的碳纳米管冷阴极发射特性进行了测试研究.在直径为4 mm的圆形平面碳纳米管冷阴极上获得最大发射电流16 mA,电流密度为127 mA/cm~2.以实验测试数据为基础,结合粒子模拟软件建立碳纳米管冷阴极场致发射仿真模型,给出了该仿真模型的相关参数,为下一步设计研制碳纳米管冷阴极电子光学系统及相关辐射源器件奠定基础.     

天鹅绒与碳纳米管阴极强流脉冲发射特性

在2 MeV直线感应加速器注入器平台上开展了天鹅绒阴极与碳纳米管阴极的强流脉冲发射特性综合实验。研究结果表明:天鹅绒阴极与碳纳米管阴极均具有强流脉冲发射性能,在1.61 MV的二极管电压下,天鹅绒阴极与碳纳米管的发射电流密度分别为84,108 A/cm2;启动时间分别为21,40 ns;放气量分别为0.29,0.91 PaL;放出气体分子数目与发射电子数目之比分别为64,225;两种冷阴极强流脉冲发射时的放气质谱相似。     

催化剂焙烧温度对热解火焰法合成碳纳米管的影响

为了探讨在制备Fe/Mo/Al2O3载体载入式催化剂过程中的焙烧温度对实验产物的影响,在热解火焰法中,以CO为碳源,设计了6组实验工况,对不同焙烧温度的合成产物碳纳米管进行对比分析,实验产物的形貌与特征用扫描电镜和拉曼光谱表征.分析表明,在本组实验条件下,催化剂焙烧温度为800～1000℃时,可以使催化剂颗粒尺寸更小,分散性更好,催化活性更高,实验合成的碳纳米管以多壁碳纳米管为主,产量较多,质量较佳,焙烧温度为900 ℃附近时,合成了高质量的单壁碳纳米管.     

碳纳米管的能隙特性和态密度特性

基于MATLAB语言数值模拟了碳纳米管的能隙特性和态密度特性,得出碳纳米管能隙的变化与碳纳米管的手性有关。数值模拟了碳纳米管的态密度表示,通过态密度表示与能隙对比,结果吻合的较好。结论为碳纳米管器件的制作提供参考。     

Preparation of Surfactant-Free Pt and PtRu Nanoparticles with High Activity for Methanol Oxidation

A simple and green approach to synthesize highly active electro-catalysts for methanol oxi- dation reaction （MOR） without using any organic agents is described. Pt nanoparticles are directly deposited on the pre-cleaned and pre-oxidized multiwall carbon nanotubes （MWC- NTs） from Pt salt by using CO as the reductant. MOR activity has been characterized by both cyclic voltammetry and chronoamperometry, the current density and mass specific current at the peak potential （ca. 0.9 V vs. RHE） reaches 11.6 mA/cm^2 and 860 mA/mgpt, respectively. After electro-deposition of Ru onto the Pt/MWCNTs surface, the catalysts show steady state mass specific current of 20 and 80 mA/mgpt at 0.5 and 0.6 V, respectively.     

Pt/DNA-MWCNTs/GC电极制备及其H2O2还原的电催化活性

将DNA功能化多壁碳纳米管（MWCNTs）复合材料修饰于玻碳基底（GC）表面制得DNA-MWCNTs/GC电极,并在此基础上电沉积负载Pt纳米颗粒构建了一种新型无酶H₂O₂传感电极. 利用扫描电子显微镜（SEM）表征制得的修饰电极,同时通过循环伏安法和计时电流法研究了该传感电极的H2O2响应性能. 结果表明,该传感电极的H₂O₂检测在0.04 ~ 18.07 mmol·L^-1浓度范围内成线性相关,检出限3.85 μmol·L^-1（S/N = 3）,且有良好的重现性、稳定性与选择性.     

印刷半导体碳纳米管薄膜晶体管光电性能研究

本文研究了聚[(2,7-9,9-二辛基芴基)-4,7-双(噻吩-2-基)苯并-2,1,3-噻二唑]（PFO-DBT）分离的半导体碳纳米管薄膜晶体管的光电性能。在超声和高速离心辅助下,PFO-DBT能够从商业化单壁碳纳米管中选择性分离出高纯的半导体碳纳米管。用得到的半导体碳纳米管溶液通过气溶胶喷墨印刷方法构建出高性能印刷薄膜晶体管器件。印刷碳纳米管薄膜晶体管表现出高的开关比（10⁷）和高迁移率（15.6 cm²·V^-1·s^-1）。并且所有制备的印刷薄膜晶体管具有很好的光敏感特性和很好的稳定性。     

可用于印刷电子的水性CNTs导电材料及其在印刷电子器件上的应用

印刷电子技术较传统硅基微电子技术具有大面积、柔性化与低成本的优势,具有广阔的应用前景。而印刷电子材料的制备是印刷电子技术得以蓬勃发展的关键所在。碳纳米管（CNTs）是近年来发展迅速的新型碳材料之一,可应用在透明导电薄膜、晶体管、电容器、传感器、催化剂、高强度材料等各个材料领域。本文主要介绍了采用双亲共聚物改性CNTs,制备适用于印刷电子的导电墨水及其在印刷电子器件上的应用。