大規(guī)模合成高純度半導(dǎo)體性單壁碳納米管有新方法。

高產(chǎn)高純制備半導(dǎo)體性單壁碳納米管實現(xiàn)突破

【資料圖】

據(jù)《中國科學(xué)報》4月12日報道，日前，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院教授趙廷凱團隊對半導(dǎo)體性單壁碳納米管的可控制備進行深入研究，提出一種新的多循環(huán)生長工藝，選擇性合成的半導(dǎo)體性單壁碳納米管豐度高達93.2%，產(chǎn)率從0.76%提高到1.34%，為大規(guī)模合成高純度半導(dǎo)體性單壁碳納米管提供了新方法。

相關(guān)研究成果《通過催化劑再生多循環(huán)工藝生長高純度與高產(chǎn)率半導(dǎo)體性單壁碳納米管》正式發(fā)表于最新一期《化學(xué)工程》雜志。

碳納米管在電子領(lǐng)域極具潛力

半導(dǎo)體性單壁碳納米管具有原子級厚度、表面無懸鍵的準(zhǔn)一維管狀結(jié)構(gòu)和高電子遷移率等優(yōu)異電學(xué)性質(zhì)，因而被視為10 nm以下高性能、低功耗場效應(yīng)晶體管溝道材料最有力候選。單壁碳納米管已被廣泛應(yīng)用于許多電子器件，包括顯示器、存儲器、傳感器、透明導(dǎo)電薄膜以及碳納米管計算機等。

碳基是集成電路重要發(fā)展方向之一?，F(xiàn)有的硅基芯片制造技術(shù)即將觸碰其極限，相對于傳統(tǒng)的硅基CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管，碳納米管晶體管具有明顯的速度和功耗綜合優(yōu)勢，單壁碳納米管被認為是后摩爾時代納電子器件材料中最具潛力的材料之一。

IBM的理論計算表明，若完全按照現(xiàn)有二維平面框架設(shè)計，相比硅基技術(shù)，碳管技術(shù)具備 15 代的技術(shù)優(yōu)勢。

另外，碳基材質(zhì)的特殊性，它能讓電路做到像創(chuàng)可貼一樣柔軟，半導(dǎo)體型單壁碳納米管有望在新一代柔性電子器件中獲得應(yīng)用。

不過，如何獲得半導(dǎo)體性單壁碳納米管是目前該領(lǐng)域中最具有挑戰(zhàn)性的問題之一。傳統(tǒng)制備方法獲得的單壁碳納米管，通常是金屬性和半導(dǎo)體性單壁碳納米管的混合物，并難以分離，嚴(yán)重阻礙了其廣泛應(yīng)用。

西北工業(yè)大學(xué)運用新工藝技術(shù)，能夠成功實現(xiàn)高純度與高產(chǎn)率半導(dǎo)體性單壁碳納米管的可控制備。該成果為大規(guī)模選擇性生長高純度半導(dǎo)體性單壁碳納米管提供了有效手段和新思路，為半導(dǎo)體性單壁碳納米管在納米電子器件、信息通訊和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

A股碳納米管概念股不足10只

單壁碳納米管在鋰電池、光伏、電子、航天航空、建筑、新能源等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，但由于其工業(yè)化時間短，目前全球單壁碳納米管產(chǎn)能不足百噸，如何大規(guī)模、高效、高質(zhì)制備單壁碳納米管仍是相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)研究重點方向。

國產(chǎn)單壁碳納米管以低純產(chǎn)品為主，相關(guān)生產(chǎn)或在規(guī)劃企業(yè)有天奈科技、西安齊岳生物科技、中國科學(xué)院成都有機化學(xué)等。天奈科技是全球碳納米管龍頭，目前公司主營業(yè)務(wù)以多壁碳納米管為主，單壁碳納米管產(chǎn)能尚未釋放。

除天奈科技外，A股中道氏技術(shù)、沃特股份、捷邦科技、萊爾科技、德方納米和東宏股份等也有碳納米管業(yè)務(wù)。道氏技術(shù)表示，公司的第五代單壁管產(chǎn)品管徑(1-4nm)和純度(>99%)處于行業(yè)領(lǐng)先水平；捷邦科技表示，擁有自主研發(fā)的全系碳納米管粉體制備技術(shù)；萊爾科技擬在四川投建年產(chǎn)3800噸碳納米管項目。

（文章來源：證券時報）

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