科技日?qǐng)?bào)駐俄羅斯記者 董映璧
俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所和莫斯科技術(shù)物理大學(xué)找到一種改變碳納米管薄膜電子特性的方法。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《碳》雜志上。
碳納米管組成的薄膜有著顯著的物理和化學(xué)性能的組合：機(jī)械性能穩(wěn)定、靈活和具有伸縮性，同時(shí)有著對(duì)各種化學(xué)和特殊的電光學(xué)性能基底的高附著性。與金屬薄膜相比，碳納米管薄膜具有高導(dǎo)電性、輕薄和靈活性。它們可以被廣泛使用于各種電子設(shè)備：屏幕、調(diào)制器、天線、輻射熱測(cè)量計(jì)等。
為了碳納米管薄膜的電動(dòng)力學(xué)特性有效地運(yùn)用于實(shí)踐中，必須研究其物理性質(zhì)。最有趣的是在太赫茲和遠(yuǎn)紅外線范圍(輻射波長(zhǎng)為2毫米至500毫微米)，在這個(gè)范圍內(nèi)薄膜表現(xiàn)出金屬導(dǎo)體的特性。
俄科研人員在太赫茲和紅外線頻率范圍研究了用合成氣相淀積法獲得的碳納米管薄膜。一部分薄膜的制作使用了從0.3—13微米的不同長(zhǎng)度的納米管。另外一部分使用了在氧離子作用下獲得的薄膜，這種作用改變了薄膜的電性能。
研究人員發(fā)現(xiàn)，碳納米管薄膜的導(dǎo)電性可用金屬的導(dǎo)電性來描述。在這樣的薄膜中自由電子的能量足以克服連續(xù)納米管之間的障礙，使得薄膜中電子的移動(dòng)幾乎是“自由”的，從而導(dǎo)致高導(dǎo)電性。但當(dāng)納米管的長(zhǎng)度降低到0.3微米或等離子體作用時(shí)間大于100秒時(shí)，在太赫茲頻率下的導(dǎo)電性大大降低。
研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致上述現(xiàn)象的原因是，在比較短的納米管或者氧離子作用下制成的薄膜中，電阻溫度系數(shù)增加。在氧離子作用持續(xù)時(shí)間超過100秒或當(dāng)納米管長(zhǎng)度小于0.3微米時(shí)，電阻溫度系數(shù)達(dá)到飽和，在這種情況下原始碳納米管薄膜結(jié)構(gòu)被破壞，原有屬性消失。
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