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高纯单壁碳纳米管SWCNT

已有 940 次阅读| 2020-3-19 16:51 |个人分类:半导体技术|系统分类:硬件设计| 新型晶体管

metallic SWCNTs 承载的电流密度是常规铜金属线的1000倍、具有很好的抗电迁移特性

一个模型：电流在碳纳米管中的传输是温度、偏压、长度和直径的函数

SWCNT透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。

一方面，由于SWCNT之间的接触面积小且存在肖特基势垒，载流子在搭接处的隧穿效应较弱，使得管间接触电阻远高于SWCNT的自身电阻。

最近，中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院研究团队采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCNT透明导电薄膜。通过控制SWCNT的形核浓度，所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在，其余主要为由2～3根SWCNT构成的小管束。进而，通过调控反应区内的碳源浓度，在SWCNT网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构。

图为单根分散、具有碳焊结构的SWCNT网络。其中，（A）为典型TEM照片；（B）为单根SWCNT的百分含量统计；（C-D）为无碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性；（E-F）为有碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性。

研究表明，该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCNT间的肖特基接触转变为近欧姆接触，从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征，所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω/□；经硝酸掺杂处理后，其方块电阻进一步降低至25Ω/□，比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上，并优于柔性基底上的ITO。利用这种高性能SWCNT透明导电薄膜构建的柔性有机发光二极管（OLED）原型器件，其电流效率达到已报道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍，并具有优异的柔性和稳定性。