沉积钯改变碳纳米管的半导体性能

2016-07-09
研发部

                                                     钯电极沉积过程及碳管电输运测量原理示意图

  利用物理蒸发、电化学等技术可以将金属原子或纳米颗粒修饰于碳纳米管(简称碳管)表面,修饰后的碳管通常具有各种新的物理和化学性质。Au,Ag等金属修饰的碳管具有显著增强的Raman散射效应。Co,Cr,Fe或Ni等过渡金属修饰的碳管可成为100%的自旋极化导体,用于构建自旋偏振器。Mg,Al,Ti或Pd等修饰的碳管具有高的载流子浓度和良好的气敏特性。碳管的半导体性是诸多纳电子器件的应用基础,金属的吸附对其电性能的影响是一个重要的物理问题。钯是制备碳管纳电子器件电极最常用的金属材料之一,值得注意的是,有研究发现吸附在碳管表面的钯纳米颗粒可以显著改变碳管的场效应特征,然而这种现象是由于钯金属对外场的屏蔽作用还是钯金属改变了碳管的电学性能仍然是一个需要进一步探讨的问题。

        北京大学物理学院张朝晖等人利用物理蒸发技术,在半导体性的碳纳米管上沉积钯金属,利用导电原子力显微镜检测钯吸附对碳纳米管电输运的影响。结果表明:沉积的钯在碳纳米管上形成纳米颗粒,随着钯颗粒密度的增加,半导体性碳纳米管逐渐向金属性转变。利用第一性原理计算了吸附有钯原子的半导体性单壁碳纳米管的能带结构。研究发现,钯的覆盖率越高,其禁带宽度越窄,直至为零,定性说明了实验结果的合理性。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司