Physics 版 (精华区)

发信人: Landau (朗道), 信区: Physics
标  题: [转寄] 神奇的碳纳米管 2 奇异的导电性(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月20日18:58:25 星期二), 转信

【 以下文字转载自 Landau 的信箱 】
【 原文由 pions.bbs@bbs.nju.edu.cn 所发表 】
发信人: monolayer (炼金士), 信区: NanoTech
标  题: 神奇的碳纳米管 2 奇异的导电性
发信站: 南大小百合 (Thu Feb 15 23:10:26 2001) , 转信

碳纳米管的性质与其结构密切相关。就其导电性而言，碳纳米管可以是金属性的，也可以
是半导体性的，甚至在同一根碳纳米管上的不同部位，由于结构的变化，也可以呈现出不
同的导电性。此外，电子在碳纳米管的径向运动受到限制，表现出典型的量子限域效应；
而电子在轴向的运动不受任何限制。因此，可以认为碳纳米管是一维量子导线。 
　　作为典型的一维量子输运材料，金属性的碳纳米管在低温下表现出典型的库仑阻塞效
应。当外电子注入碳纳米管这一微小的电容器（其电压变化为ΔV=Q/C，其中Q为注入的电
量，C为碳纳米管的电容）时，如果电容足够小，只要注入1个电子就会产生足够高的反向
电压使电路阻断。当被注入的电子穿过碳纳米管后，反向阻断电压随之消失，又可以继续
注入电子了。 
　　荷兰和美国的科学家，用单根单层碳纳米管和3个电极,研制了可在室温下工作的场效
应三极管[1]。当施加合适的栅极电压时，碳纳米管便由导体变为绝缘体，从而实现了“0
”、“1”状态的转换。最近，美国的科学家利用催化热解法成功地制备了碳纳米管－硅纳
米线。测试表明，这种金属－半导体异质结具有二极管的整流作用[2]。这标志着碳纳米管
在微电子技术领域的应用开发工作迈出了重要的一步。 
　　在对单层碳纳米管电子结构研究的基础上，理论物理学家对多层碳纳米管的电子结构
也进行了初步研究。结果表明，由两个金属性(或半金属性)的单层碳纳米管同轴套构所形
成的双层碳纳米管,仍然保持其金属性(或半金属性)的特征。有趣的是，当一个金属性单层
碳纳米管与一个半导体性单层碳纳米管同轴套构而形成一个双层碳纳米管时，两个单层管
仍保持原来的金属性和半导体性。这一特性可用来制造具有同轴结构的金属－半导体器件
。 
　　碳纳米管还具有优异的场发射性能。直径细小的碳纳米管可以用来制作极细的电子枪
，在室温及低于80伏的偏置电压下，即可获得0.1～1微安的发射电流。另外，开口碳纳米
管比封闭碳纳米管具有更好的场发射特性。与目前的商用电子枪相比，碳纳米管电子枪具
有尺寸小、发射电压低、发射密度大、稳定性高、无需加热和无需高真空等优点，有望在
新一代冷阴极平面显示器中得到应用。 



--
离开南园的日子，
慢慢地
      越来越近了！
我
  要
    走向远方  
※ 来源:．南大小百合 http://bbs.nju.edu.cn [FROM: 134.93.196.184]
--
※ 转寄:．南京大学小百合站 bbs.nju.edu.cn．[FROM: 202.118.224.2]
--
※ 转载:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: 202.118.247.22]