单一手性密排碳纳米管阵列制备取得突破 | 进展

主要观点总结

本文介绍了碳纳米管的研究进展，特别是中国科学院物理研究所张广宇团队与多个合作单位共同研发出单一手性密排的碳纳米管阵列晶体。该成果通过在原子级平整的六方氮化硼基底上实现直接生长，创造了近乎完美的阵列结构，展现出巨大的潜力用于高性能碳基纳米电子芯片。相关成果在《Science》网站提前在线发表。

关键观点总结

关键观点1: 碳纳米管的发现与在集成电路中的应用挑战

碳纳米管于1991年首次实验发现，因其电子迁移率远超硅，被视为未来电子器件的理想沟道材料。然而，直接生长的碳纳米管存在手性结构随机、金属性和半导体性混杂等问题，制约了其在集成电路中的应用。

关键观点2: 张广宇团队与合作伙伴的研发成果

张广宇团队与上海交通大学史志文团队、武汉大学欧阳稳根团队、浙江大学金传洪团队通力合作，开发出滑移自组装生长技术，实现了单一手性密排的碳纳米管阵列的直接生长，形成碳纳米管范德华晶体这一完美结构。

关键观点3: 碳纳米管阵列晶体的生长方法与特性

实验得到的碳纳米管阵列通过纳米颗粒催化的化学气相沉积（CVD）生长技术实现。阵列中的碳纳米管相互平行、紧密排列，间距为0.33 nm。这种近乎完美的阵列结构源自碳纳米管与六方氮化硼基底之间的超滑特性及碳纳米管间的范德华相互作用。

关键观点4: 研究成果的应用前景与影响

基于碳纳米管阵列制造的场效应晶体管展现出优异的电学性能，相关指标超越以往报道的结果，也优于硅基电路的未来预期指标。这一成果展现了单一手性密排碳纳米管阵列晶体在未来高性能碳基纳米电子芯片中的巨大潜力。