論文研究指出，碳納米管在生長過程中的原子組裝速率與其帶隙相互鎖定，金屬管數(shù)量隨長度的指數(shù)衰減速率比半導(dǎo)體管高出數(shù)量級，在長度達到154mm后可實現(xiàn)99.9999%超長半導(dǎo)體管陣列的一步法制備，這一方法為制備結(jié)構(gòu)完美、高純半導(dǎo)體管水平陣列這一世界性難題提供了一項全新的技術(shù)路線，對新一代碳基電子材料的可控制備具有重要價值。

高純度半導(dǎo)體性碳納米管陣列的速率選擇生長

據(jù)悉，魏飛教授團隊專注結(jié)構(gòu)完美超長碳納米管的研發(fā)10余年，發(fā)現(xiàn)超長碳納米管在分米級長度上的結(jié)構(gòu)一致性，率先制備出世界上最長的550mm碳納米管，并驗證了碳納米管的數(shù)量隨長度呈現(xiàn)指數(shù)衰減的Schulz-Flory分布規(guī)律。進一步研究發(fā)現(xiàn)，金屬和半導(dǎo)體管的數(shù)量也各自滿足Schulz-Flory分布，但半導(dǎo)體管的半衰期長度是金屬管的10倍以上。

這種利用帶隙鎖定生長速度實現(xiàn)高純半導(dǎo)體管可控制備的方法，為原位自發(fā)提純半導(dǎo)體材料提供了一種全新路線，為發(fā)展新一代高性能碳基集成電子器件奠定了堅實的基礎(chǔ)。

該工作是魏飛教授團隊繼實現(xiàn)半米長碳納米管可控制備及原位卷繞成大面積、單手性碳納米管線團后的又一創(chuàng)新性工作。據(jù)悉，這將為實現(xiàn)碳納米管在高端電子產(chǎn)品及柔性電子器件中的應(yīng)用提供可行路線。