單壁碳納米管具有許多優(yōu)異的物理特性,在電子器件領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景。本文是關(guān)于新型懸空單壁碳納米管器件及相關(guān)性能的研究。首先我們制備了懸空單壁碳納米管場效應(yīng)晶體管,并研究了其性能;其次我們提出了一種基于液態(tài)金屬動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的技術(shù)來懸空碳納米管,并測量了懸空碳管器件的輸運(yùn)特性;最后我們制備了懸空單壁碳納米管的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并研究了其拉曼光譜。論文有三個(gè)主題,如下所述:1.我們提出了一種有效的技術(shù)來制備超干凈的單根懸空單壁碳納米管晶體管。在高溫?zé)崽幚磉^程中,利用熔化銀的表面張力在一對鈀電極上使單根的碳納米管懸空。這種方法避免了有機(jī)化學(xué)腐蝕物接觸碳納米管,使得碳納米管器件十分干凈。而且每微米懸空碳納米管的電阻要比非懸空碳納米管的電阻小,這證實(shí)了襯底對碳納米的電學(xué)特性的影響。懸空半導(dǎo)體碳納米管場效應(yīng)晶體管的開態(tài)電阻為50 kΩ,遷移率為8,600 cm²/（V·s）,開關(guān)比高達(dá)10⁵,這些性能顯示了這種技術(shù)的優(yōu)勢和應(yīng)用潛能。2.我們證明了一種有效、快速和圓片級(jí)制備懸空單壁碳管陣列的方法,這種方式是基于在高溫?zé)崽幚碇幸簯B(tài)銀的運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)碳管在預(yù)先加工好的鈀電極上懸... 

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨形態(tài)之母[1]

圖 1.2 典型的（A）單壁碳管（SWNT）和（B）多壁碳管（MWNT）的高分辨透射電子顯微鏡照片[37]。（C）和（D）分別展示了多壁碳管和單壁碳管的閉合端部。（E）一個(gè)單壁碳管束的橫截面圖，展示了單壁碳管組裝形成的晶格結(jié)構(gòu)。Fig. 1.2 High-resolution transmission electron microscopy images of typical SWNT (A) andMWNT (B). Closed nanotube tips are also shown in panel C (MWNT tips) and panel D (SWNTtip, shown by arrows). (E) Cross-sectional view of a SWNT bundle that shows the crystal latticeof the organized nanotubes（2）按手性分類 根據(jù)構(gòu)成單壁碳納米管的石墨烯片層的螺旋形，碳管可分成非手性型（對稱性）和手性型（非對稱型），其中手性型碳管又被稱為“螺旋式”碳納米管；非手性型碳管又可分成“椅型”和“鋸齒型”兩種，其具體的分類依據(jù)將在下文中介紹。

圖 1.3 （a）無序單壁碳納米管、（b）水平定向單壁碳納米管陣列[38]和（c）垂直定向多壁碳納米管[14]的 SEM 照片。Fig. 1.3 SEM images of (a) disordered SWNTs, (b) parallel aligned SWNTs and (c) verticalaligned SWNTs.1.2.2 碳納米管的晶格結(jié)構(gòu)碳管的晶格結(jié)構(gòu)是從石墨烯的結(jié)構(gòu)派生出。如圖 1.4（a）所示，一根單壁碳納米管等價(jià)于一個(gè)從構(gòu)成石墨烯片的二維碳原子蜂巢狀結(jié)構(gòu)來卷曲的條帶結(jié)構(gòu)。由于其中有無限種可選擇條帶來卷曲，所以也對應(yīng)于無限種碳管結(jié)構(gòu)。每一種結(jié)構(gòu)對應(yīng)于一種特定的手性矢量 C，而這個(gè)矢量連接了條帶中卷曲成碳管時(shí)的所重合的相對的晶格位置，這樣卷曲后得到一個(gè)無縫碳原子的圓柱面。一個(gè)特定的碳管結(jié)構(gòu)則會(huì)由一個(gè)手性指數(shù)（n，m）來表示，它表示為手性矢量 C 的坐標(biāo)值，


本文編號(hào)：3500310