基于原位生长与纳米操纵复合的碳纳米管互联接触机理与调控方法

摘要

碳纳米管等纳米结构材料在电子、光学和能源等领域有着广泛应用的前景,用碳纳米管阵列有望突破常规器件的性能极限,实现具有新原理或高性能的纳米器件和系统.为实现纳米器件或系统从研究室走向实际应用,还需解决批量化制造、器件性能的稳定性等关键问题.本项目采取"自上而下"与"自下而上"相结合的纳米制造方式,在碳纳米管及器件的大规模批量化生长、互联和装配制造方面具有基础性和启发性作用,为纳米加工、微纳操作与装配提供了新思路与新方法.本项目主要在以下方面取得了突破:针对原位生长的碳纳米管阵列，结合AFM技术，分析了在纳米操作过程中与金属接触的机理，为纳米器件的操作提供了理论基础。基于毛细作用力，提出了碳纳米管束的致密化和定向调控方法。构建了纳米蘸笔直写(FPN)平台，分析了FPN的机理，实现了纳米线的直写，为其在碳纳米管互联中的应用奠定基础。采用水辅助CVD法，实现了碳纳米管阵列批量化图案化制备，为大批量碳纳米管器件的加工提供了良好的方法。