美国杜克大学和中国北京大学科研人员日前成功制备出半导体型平行单壁碳纳米管，从而首次实现了对碳纳米管平行性和导电性的同时控制。美国最新一期《纳米快报》（Nano Letters）杂志刊登了有关这一成果的论文。

 

    碳纳米管韧性高、导电性强、场发射性能优良，应用前景广阔，有“超级纤维”之称。根据导电性能的不同，碳纳米管可分为金属型和半导体型两种。在合成过程中，两种类型的碳纳米管总是混杂在一起，大大限制了碳纳米管在场效应晶体管等方面的应用，各国科学家都在为解决这一问题而努力。此外，如果可以提高碳纳米管的表面生长密度及平行性，将会显著增强碳纳米管器件的性能，这也成为高碳纳米管研究的重要课题。

 

    在2008年4月的研究中，杜克大学华裔科学家刘杰领导的科研小组曾制备出超高密度的平行单壁碳纳米管，实现了对碳纳米管平行性的控制。刘杰领导的科研小组此后与北京大学李彦领导的科研小组合作在该领域进行深入研究，他们利用甲醇和乙醇混合碳源，借助碳纳米管和石英单晶晶格的相互作用，成功在石英表面制备出含量为95%至98%的半导体型平行单壁碳纳米管，从而首次实现了对碳纳米管平行性和导电性的同时控制。基于此类碳纳米管样品产生的场效应晶体管显示出优异的开关比性能。

 

    论文的第一作者丁磊博士在接受新华社记者电话采访时表示，此项技术解决了表面制备碳纳米管的最困难也是最重要的一个问题，使得大规模制备半导体型平行碳纳米管成为可能，这种碳纳米管有望应用于构筑高性能场效应晶体管和传感器等。

 

    丁磊2007年毕业于北京大学，曾师从北大化学与分子工程学院李彦教授，目前在杜克大学化学系刘杰教授的课题组从事博士后研究。李彦与刘杰两位教授都从事碳纳米管领域的研究工作，多年来在研究过程中的密切合作和优势互补使他们共同完成了多项研究成果。