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以色列研究人员发明制备纳米管新方法
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科学人
网站 2004-12-18
沿着蓝宝石表面下不平整的原子级台阶来制备碳纳米管，这是以色列魏兹曼研究院的研究人员新近发明的一种制备纳米管新方法。
碳纳米管是制造纳米电子电路极好的材料，但如何将它们排列成整齐的队列，仍然是一件非常困难的事。最初，研究人员按照不同的思路进行研究：当纳米管正在形成时，他们通过一个电场，在晶片上尝试为纳米管选定方位，进行排列。当使用二氧化硅晶体作为载体时，这项研究非常成功；但如果使用的晶体是蓝宝石（蓝宝石是一种氧化铝），却不能得到同样结果。因为在蓝宝石表面，纳米管只能平行排列，因此电场不能起到任何作用。
通过在蓝宝石上的更进一步的观察试验，研究人员终于发现了结症所在。对商用蓝宝石来说，由于沿晶体表面的切割一般难以做到十分精确，因此，它们的表面并非完全光滑。相反，从原子尺度上来看，在不同的晶体位面之间存在着一些平行台阶，而纳米管正是沿着这些台阶，被紧紧地放置在一起的。
研究人员解释说，当用一种纳米级的铁粒子作为催化剂，在蓝宝石表面制备碳纳米管时，它们被吸引到由台阶创造的一个本地“场”中，由于这些铁粒子不喜欢“上台阶”，它们只沿着台阶的内侧边缘像在轨道上一样“滑行”。这就如同飞机起飞后留下的浓浓尾迹一样，在铁粒子离去的“道路”上，留下并形成了新的纳米管。这些纳米管或呈直线型，或呈Z字型，依晶体表面的具体缺陷形状而定。
研究人员认为，晶体表面原子台阶的形成和定型，能够通过切割工艺进行控制，由此人工地制造出一些晶体表面的缺陷。因此，利用该工艺可按照不同要求，制备不同的纳米管线。
[科技日报]
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