具有高纯度半导体管的高密度水平排列单壁碳纳米管（SWNT）阵列是一种很有前途的节能电子材料。然而，通过直接生长的方法实现高密度和高半导体纯度仍然极具挑战性。

近日，北京大学张锦院士报道了通过在钛-浮动固体催化剂化学气相沉积（Ti-FSCCVD）中设置小于10 µm的受限空间，发展了一种用于生长高密度、水平排列的SWNT阵列的空间受限策略。

文章要点

1）气相中的催化剂纳米颗粒在受限空间中与衬底发生碰撞的几率较大，有利于纳米颗粒的沉积，以实现小颗粒尺寸和良好均匀性。此外，有限的空间还有助于捕获碳原料，以获得更高的分解和SWNT的生长效率。

2）实验结果显示，在石英衬底上获得了每微米高达65个SWNT的高密度SWNT阵列。此外，钛基催化剂TiC或TiO由于其稳定的晶体结构和氧空位的存在，促进了半导体管的生长，半导体纯度高于95%，局部高达99.8%。

通过更精确的催化剂设计，将更接近实现高密度、高半导体纯度的水平排列的SWNT阵列的目标，从而为碳纳米管在微纳电子领域的应用奠定材料基础。

参考文献

Liu Qian, et al, Spatially Confined CVD Growth of High-Density Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotube Horizontal Arrays, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202106643

https://doi.org/10.1002/adfm.202106643