(图a、b) 串珠状碳纳米管－半导体纳米球异质结构；(图c) 利用单根异质结构制作的Schottky二极管。
在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的大力支持下，中科院化学所有机固体院重点实验室朱道本院士、刘云圻研究员与胶体、界面与化学热力学院重点实验室韩布兴研究员、刘志敏副研究员合作，在碳纳米管－半导体纳米球异质结构研究领域取得新进展，有关研究成果发表在近期的 Advanced Materials (2005, Vol.17, No.2, p217-221)上。
电子器件组成单元的微小化是现代技术发展的基本特点。采用传统的“由上至下”的技术路线，即在整块的硅基片上，利用光刻技术，刻蚀出越来越小的图案。目前微电子元件的尺寸已接近小型化的自然极限。想获得更小的器件尺寸、更高的集成度已越来越困难，而且工艺日趋复杂，制作成本大幅上升。因此，探索将原子/分子/纳米结构逐一组装起来形成需要的图案即“由下至上”的技术路线就显得尤为重要。我们知道，生物学就是这样的范例。蛋白质由单个的原子和分子组成，蛋白质组合起来形成细胞，一层层细胞合成大的、复杂的生物体。
由于用于集成电子电路的高集成度纳米功能器件是今后的发展趋势，而这方面的研究尚属起步阶段，研究报道很少，因此利用纳米粒子、纳米管、纳米线制作纳米级电子器件受到越来越广泛的重视。而使用纳米管线组织、连接纳米粒子，对于制作更高集成度的纳米器件就具有十分重要的意义。
该研究利用超临界流体技术*(Adv. Mater., 2004, 16, 350-352. 及 J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 13074-13078. 上报导了相关研究成果)大量制备串珠状多壁碳纳米管－半导体纳米球异质结构，方法简便，纳米球直径可控，产物容易分离和纯化。经SEM, TEM, EDX, XRD, XPS等表征确认结构，半导体纳米球直径均一，沿碳纳米管轴向分布，形状如串珠。他们利用单根的这种异质结构制作了Schottky二极管，研究了其电子传输性能，伏安特性表现出明显的整流行为。这种串珠状多壁碳纳米管－半导体纳米球异质结构，将可用于制作高集成度纳米功能器件。
超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，粘度和扩散系数接近气体，在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，在不改变化学组成的条件下，即可通过压力调节流体的性质。二氧化碳等超临界流体与传统的溶剂相比有许多优点：它不可燃、基本无毒并且环境友好。超临界的二氧化碳的粘度比许多液态溶剂低得多，它相当低的表面张力和表面能――甚至比许多全氟化碳低――使其具有很好的润湿性能。同时，采用超临界流体，产品容易分离和纯化，溶剂用量少。 |
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