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准碳纳米管结构及其制作方法技术

技术编号:42374328 阅读:17 留言:0更新日期:2024-08-16 14:58
一种准碳纳米管结构及其制作方法,该准碳纳米管结构包括碳纳米管或碳纳米条带,该碳纳米管上通过原子水平剪裁形成有轴向线性缺陷,该碳纳米条带卷曲形成包含轴向线性缺陷的稳定准碳纳米管结构;其中,所述线性缺陷实现手性转变和带隙宽度的调控,使得半导体手性碳纳米结构转变为金属性碳纳米结构。提供一种原子水平制造方法实现碳纳米管的导电性能增强和手性的转变。本方法的优越性在于不要求初始碳纳米管结构的手性,通过引入所需的轴向线性缺陷,实现半导体性碳纳米管到金属性碳纳米结构的手性转变;实现金属性碳纳米管结构的金属特性增强和调控。通过引入的线性缺陷的退简并态,显著提高碳纳米管的导电性能,实现手性调控并简化了调控方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纳米材料结构改性和手性调控,特别是涉及准碳纳米管结构及其制作方法和手性调控。


技术介绍

1、碳纳米管因具有高表面面积、高方面比、纳米尺度的特殊结构,使得其在纳米电子器件、光电子集成、纳米结构天线、纳米光学天线、储能材料、触点耦合等领域具有广泛的应用。碳纳米管根据其结构和手性(即碳原子在管壁上的排列方式)可以分为金属性和半导体性碳纳米管。金属性碳纳米管表现出导电性,而半导体性碳纳米管则表现出半导体特性。然而,由于碳纳米管生长过程的复杂性和难以精准控制,实现具有特定手性碳纳米管的高效和可控生长仍然是重大技术难题,在碳纳米管的导电性和手性控制上仍具有非常大的挑战。目前碳纳米管导电性控制技术主要通过纯化分离法与化学掺杂法来实现。纯化分离法包括分子识别技术、密度梯度离心法、交叉电场法和选择性化学反应法等。化学掺杂法则是通过向碳纳米管引入掺杂剂(如氮、硼、金属原子、表面官能团等),可以改变其电子结构,从而调控其导电性。纯化手性与掺杂方法普遍存在步骤繁琐、和可控性差等问题。因此,亟待获得一种简单、高效且易于控制的方案来调控碳纳米管的电子性质。

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【技术保护点】

1.一种准碳纳米管结构,其特征在于,包括碳纳米管或碳纳米条带,所述碳纳米管上通过原子水平剪裁形成有轴向线性缺陷,所述碳纳米条带卷曲形成包含轴向线性缺陷的稳定准碳纳米管结构;其中,所述线性缺陷实现手性转变和带隙宽度的调控,使得半导体手性碳纳米结构转变为金属性碳纳米结构。

2.一种准碳纳米管结构的制作方法,其特征在于,包括:通过原子尺度制造方法,在碳纳米管上剪裁形成轴向线性缺陷。

3.如权利要求2所述的准碳纳米管结构的制作方法,其特征在于,所述原子尺度制造方法包括等离子体刻蚀、离子束刻蚀、飞秒或阿秒激光快速冷切割方法中的任一种。

4.如权利要求2所述的准碳...

【技术特征摘要】

1.一种准碳纳米管结构,其特征在于,包括碳纳米管或碳纳米条带,所述碳纳米管上通过原子水平剪裁形成有轴向线性缺陷,所述碳纳米条带卷曲形成包含轴向线性缺陷的稳定准碳纳米管结构;其中,所述线性缺陷实现手性转变和带隙宽度的调控,使得半导体手性碳纳米结构转变为金属性碳纳米结构。

2.一种准碳纳米管结构的制作方法,其特征在于,包括:通过原子尺度制造方法,在碳纳米管上剪裁形成轴向线性缺陷。

3.如权利要求2所述的准碳纳米管结构的制作方法,其特征在于,所述原子尺度制造方法包括等离子体刻蚀、离子束刻蚀、飞秒或阿秒激光快速冷切割方法中的任一种。

4.如权利要求2所述的准碳纳米管结构的制作方法,其特征在于,所述原子尺度制造方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱正芳林俏露王任衡戴翔宇梁豪
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:

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