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北京大学李彦教授科研团队破解碳纳米管应用难题

www.jyb.cn 2014年07月02日  来源:光明日报

  本报北京7月1日电(记者王庆环)北京大学化学与分子工程学院李彦教授课题组在单壁碳纳米管手性可控生长研究上取得重要突破,该成果日前在《自然》杂志上发表。该研究为解决单壁碳纳米管的结构可控生长这一困扰学界已久的难题提供了一种可能的方案,为碳纳米管的应用,尤其是碳基电子学的发展奠定了基础。

  据预测,基于硅基CMOS集成电路的微电子技术在未来十年左右将趋近于发展的极限,发展后摩尔时代的纳电子技术已迫在眉睫。2009年,国际半导体路线图委员会推荐基于碳纳米管和石墨烯的碳基电子学技术作为未来10年至15年可能显现商业价值的新一代电子技术。材料是碳基电子学发展的基础和关键,然而迄今人们仍没有办法实现碳纳米管的结构可控生长,这已经成为制约碳基电子学发展的瓶颈问题。

  李彦教授课题组经过12年的潜心研究,逐步深化了对碳纳米管的生长机制和催化剂作用的认识,在此基础上提出了一种实现单壁碳纳米管结构/手性可控生长的方案。他们发展了一类钨基合金催化剂,其高熔点的特性确保了单壁碳纳米管在高温环境下的生长过程中保持晶态结构,其独特的原子排布方式可用来调控生长的碳纳米管的结构,从而实现了单壁碳纳米管的结构/手性可控生长。

  据了解,以上研究工作在国家自然科学基金委员会杰出青年基金和科技部重大研究计划纳米专项课题资助下完成,并得到了香港理工大学、中科院物理所、上海同步辐射光源等单位的协助。



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