全印刷碳纳米管薄膜晶体管构建及电性能研究

利用纳米压印和电刷镀技术在PET基体上制作出大面积金源、漏电极阵列。分别采用钛酸钡复合材料为介电层,印刷银电极为顶电极,聚芴-二噻吩基吡咯并吡咯二酮(PF8DPP)分离的半导体碳纳米管为有源层,在柔性基体上构建出全印刷碳纳米管薄膜晶体管器件和反相器。全印刷碳纳米管薄膜晶体管的开关比和迁移率分别达到4×10⁴和6 cm²·V^-1·s^-1,且器件表现出零回滞特性。构建的反相器在V_dd =8 V时,其增益可以达到12。     

双极性碳纳米管薄膜晶体管构建及电性能研究

本文用聚 (PFO-BT)分离的半导体碳纳米管作为有源层,通过气溶胶喷墨打印技术在刚性基体上构建出底栅结构的碳纳米管薄膜晶体管器件。用钛酸钡复合材料封装后,碳纳米管薄膜晶体管表现出很好的双极性、较高的开关比和零回滞特性,同时阈值电压能够控制在0 V附近。通过两个双极性薄膜晶体管连接而成的反相器表现出零回滞、高电压增益(V_dd=1.5 V时,其增益可达到35)和大噪声容限(V_dd=1 V时,最大噪声容限为0.44 V)。     

自组装半导体碳纳米管薄膜的光电特性

采用自组装的方法制备99%高纯度半导体碳纳米管平行阵列条带,以金属钯和钪为非对称接触电极制备碳纳米管（CNT）薄膜晶体管（TFTs）器件. 主要研究不同沟道长度碳纳米管薄膜晶体管器件的电输运特性和红外光电响应特性,分析了其中的载流子输运和光生载流子分离的物理机制. 我们发现薄膜晶体管器件的电学性能和光电性能依赖于器件沟道长度（L）和碳纳米管的平均长度（L_CNT）. 当沟道长度小于碳纳米管的平均长度时,器件开关比最低;当沟道长度超过碳纳米管平均长度时,随着沟道长度的增加,器件开关比增加,光电流减小.相关研究结果为高纯碳纳米管薄膜晶体管器件在红外光探测器方面的进一步应用提供参考依据.     

自组装半导体碳纳米管薄膜的光电特性

采用自组装的方法制备99%高纯度半导体碳纳米管平行阵列条带,以金属钯和钪为非对称接触电极制备碳纳米管(CNT)薄膜晶体管(TFTs)器件.主要研究不同沟道长度碳纳米管薄膜晶体管器件的电输运特性和红外光电响应特性,分析了其中的载流子输运和光生载流子分离的物理机制.我们发现薄膜晶体管器件的电学性能和光电性能依赖于器件沟道长度(L)和碳纳米管的平均长度(LCNT).当沟道长度小于碳纳米管的平均长度时,器件开关比最低;当沟道长度超过碳纳米管平均长度时,随着沟道长度的增加,器件开关比增加,光电流减小.相关研究结果为高纯碳纳米管薄膜晶体管器件在红外光探测器方面的进一步应用提供参考依据.     

碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应

利用不同功函数的金属作为接触电极,研究了网络状碳纳米管薄膜晶体管(CNT-TFT)的接触电阻效应。研究表明金属Pd与碳纳米管薄膜形成良好的欧姆接触, Au则形成近欧姆接触,这两种接触的器件的开态电流和迁移率较高。Ti和Al都与碳纳米管薄膜形成肖特基接触,且Al接触比Ti接触的势垒更高,接触电阻也更大,相应器件的开态电流和迁移率都较低。该结果表明对于CNT-TFT仍然可以通过接触来调控器件的性能,这对CNT-TFT的实用化进程具有重要的促进作用。     

碳纳米管/半导体纳米复合材料的光电化学特性及其应用

光电化学过程是在光作用下的电化学过程,它是光伏电池,光电催化等实际应用的基础,是当前十分活跃的研究领域。碳纳米管具有很高的热稳定性,良好的导电能力,大的比表面积,被认为是半导体纳米粒子的有效载体,其独特的一维结构可以为电子提供有效的传输路径。碳纳米管与半导体材料复合,能实现碳纳米管和半导体在结构和性能上的协同,近年来在光电化学领域受到了广泛的关注。本文基于国内外最新研究进展,结合本课题组的研究成果,综述了碳纳米管/半导体复合材料的光电协同作用机理及其在太阳能电池、光电催化降解污染物、光电协同分解水制氢领域中的应用。     

单手性半导体碳纳米管在生物成像中的研究进展

半导体碳纳米管在生物成像、光热疗法和运载药物等生物医学应用中都展现出明显的优势.特别是生物成像,半导体碳纳米管在近红外生物窗口(0.7～1.4 μm)中显示出固有的荧光和强大的光学吸收.半导体碳纳米管不仅可以在体内深层成像中对细胞进行荧光标记,还可以追踪和治疗肿瘤细胞.半导体碳纳米管的电子能带结构和光、电性能均取决于它...     

宽谱响应的混合碳纳米管光电探测器的制备和性能

基于表面等离子体增强的机理,利用银纳米线及半导体性单壁碳纳米管通过微纳加工手段制备了一种混合光电探测器,使用扫描电子显微镜、拉曼光谱分析仪、半导体装备分析仪及光电流谱技术等手段分别表征了制得混合光电探测器的微观形貌、响应光谱特征、光吸收性能和光响应性能及光电流光谱性能。结果表明,制得混合光电探测器沟道薄膜形貌均匀紧密,沉积成膜的碳纳米管直径约为1.4 nm,主要由半导体性单壁碳纳米管所构成。该杂化的光电探测器在可见光到近红外光谱范围内都表现出优良的宽谱响应特性。在近红外波段(约1 050 nm)下,混合光电探测器的光响应度可以达到34.9 mA/W,远优于无银纳米线光电探测器(7.45 mA/W)。并且混合器件在受到532 nm激光激发时的响应时间约为200μs,同时保持了超快的光响应性能。与无银纳米线光电探测器相比,混合光电探测器在宽谱范围内的光响应性能增强,其中,在光电流模式下的光响应性能最高增强7.5倍。     

碳纳米管/半导体复合材料光催化研究进展

碳纳米管具有良好的机械性能和导电性、高化学稳定性、大表面积以及独特的一维结构,与半导体光催化剂结合能够增强催化剂的吸附能力、提高光催化效率、扩展光响应范围,而且有利于回收催化剂,极大地提高了半导体光催化剂的综合性能。本文首先分析了半导体光催化剂和碳纳米管的特点,总结了碳纳米管增强半导体光催化的机理,然后分别从复合材料制备方法、复合半导体种类和典型的应用三个不同角度,归纳总结了近年来碳纳米管/半导体复合材料光催化的研究进展,最后对其发展趋势作了展望。