高壓水霧化制備粉末材料生產線氣霧化制備粉末材料生產線真空熔煉氣霧化制備粉末材料生產線旋轉盤離心霧化制備粉末材料生產線等離子體霧化制備粉末材料生產線急冷法非晶粉末材料生產線(中日合作)等離子體球化制備粉末材料生產線氮氣保護氣動分級超細粉末材料系統(tǒng)電極感應熔煉氣霧化制備粉末材料生產線燃氣火焰球化制備粉末材料生產線真空熔煉霧化造粒裝備噴霧沉積成形裝備粉末材料生產裝備推桿式脫氧還原設備鋼帶式脫氧還原設備網帶式脫氧還原設備管式回轉煅燒設備井式水蒸汽熱處理設備臥式真空脫脂設備氫化脫氫生產鈦粉末裝備粉末材料熱處理裝備真空脫脂燒結一體裝備高比重(PM/MIM)臥式真空燒結裝備高溫鉬鎢絲燒結裝備全自動推桿式燒結裝備網帶式燒結裝備高真空大型真空燒結裝備燃氣快速脫蠟/氣淬網帶式燒結裝備真空高溫感應燒結裝備CIM陶瓷燒結裝備連續(xù)式真空/氣氛熱加工設備壓力燒結爐粉末制品燒結裝備真空釬焊爐高溫連續(xù)石墨化生產設備真空定向凝固爐真空回火/退火爐真空感應熔煉爐雙室真空油淬氣冷爐CIM陶瓷脫脂裝備熱處理裝備真空(非真空)熔煉氣霧化制備粉末材料生產線等離子體球化制備粉末材料生產線等離子體霧化制備粉末材料生產線超細/納米多元復合正極材料及球形硅粉末負極材料生產技術解決方案鋼帶式材料煅燒合成設備推板式材料煅燒合成設備管式回轉煅燒設備正極材料生產設備技術方案應用領域石墨烯制備創(chuàng)新材料生產技術專業(yè)解決方案先進零部件產品生產解決方案儲能電池解決方案智能裝備和新材料技術測試和展示中心安裝培訓售后技術支持配件供應服務與支持關于我們專家顧問團企業(yè)文化資質榮譽組織機構廠房廠貌聯(lián)系我們人才招聘?技術解決方案之推桿式還原爐進出料現場視頻技術解決方案之推桿進出料現場視頻技術解決方案之推桿進出料現場視頻久泰科技出口日本水霧化制備粉末材料生產線視頻出口歐洲解決方案案例視頻資料下載內部管理平臺

科技前沿|中科院金屬所研制出窄帶隙分布半導體性單壁碳納米管

單壁碳納米管(swcnt)因碳原子排布方式不同可表現為金屬性或半導體性,其中半導體性swcnt具有納米尺度、良好的結構穩(wěn)定性、可調的帶隙和高載流子遷移率,被認為是構建高性能場效應晶體管的理想溝道材料,并可望在新一代柔性電子器件中獲得應用。然而,金屬性和半導體性swcnt的結構和生成能差異細微,通常制備得到的碳納米管中含有約三分之一金屬性和三分之二半導體性swcnt,這種不同導電屬性swcnt的混合物無法用于高性能電子器件的構建。因此,高質量半導體性swcnt的可控制備是當前碳納米管研究的重點和難點。

中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯(lián)合)實驗室先進炭材料研究部的研究人員利用金屬性與半導體性swcnt在化學穩(wěn)定性上的微弱差異,提出了浮動催化——原位刻蝕方法,在swcnt生長過程中引入適量氣體刻蝕劑(如氧氣或氫氣)優(yōu)先反應刻蝕金屬性swcnt,獲得了純度90%以上的半導體性swcntjournaloftheamericanchemicalsociety2011,133:5232;acsnano2013,7:6831)。半導體性swcnt的帶隙與直徑直接相關,精確控制其直徑不僅可以實現swcnt的帶隙調控,而且有利于金屬性swcnt的選擇性刻蝕,進一步提高半導體性swcnt的純度。通常用于生長swcnt的過渡金屬催化劑在高溫生長過程中易發(fā)生團聚,尺寸均一性較差;另一方面,swcnt從納米顆粒形核生長遵循不可控的“切線生長”或“垂直生長”模式,即所得swcnt的直徑可能等于或小于催化劑顆粒。這使得swcnt的直徑控制十分困難,所得半導體性swcnt的帶隙分布較寬。

最近,金屬所先進炭材料研究部的研究人員與芬蘭aalto大學合作者設計并制備了一種部分碳包覆的co納米顆粒催化劑,包覆碳層可以有效阻止催化劑顆粒團聚長大,而部分暴露的co納米顆粒可實現swcnt僅以垂直模式形核生長,同時,采用嵌段共聚物自組裝法制備的催化劑顆粒具有優(yōu)異的均一性和單分散性。他們采用這種催化劑首先實現了窄直徑分布swcnt的可控生長(平均直徑1.7nm,90%以上分布在1.6-1.9nm范圍內),進而采用h2原位刻蝕方法獲得了窄帶隙分布(~0.08ev)、高純度(>95%)、高質量的半導體性swcnt。以制得的半導體性swcnt為溝道材料,構建了高性能薄膜場效應晶體管器件,在電流開關比大于3×103時,平均載流子遷移率可達95.2cm2v-1s-1

部分碳包覆金屬復合結構催化劑的研制為可控生長swcnt提供了新思路,所得高質量、高純度、窄帶隙分布半導體性swcnt為其在場效應晶體管等器件中的應用奠定了基礎。該工作的主要結果于330naturecommunications在線發(fā)表(naturecommunications2016,7:11160)。該工作得到了國家自然科學基金創(chuàng)新群體、重點項目、面上項目及中科院重點部署項目、創(chuàng)新團隊國際合作項目等的資助。

(a)部分碳包覆co催化劑的tem照片;(b)窄帶隙分布半導體性swcnt的生長示意圖;(c)所得swcnttem照片;(d)所得半導體性swcnt的激光拉曼光譜圖(激發(fā)光波長為532nm);(e)以所得swcnt為溝道材料制備的薄膜晶體管的器件性能。




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