碳纳米管洁净度接近极致

碳纳米管（CNTs）的两个主要特点对电子产品产生了重大影响，你可以将它们放在你想要的地方，以及把半导体材料和金属材料分开。

目前尚不清楚这些问题的解决方案是否已经为碳纳米管在后硅电子世界中的解决方案打开了大门。但至少有一些解决方案正在进行。碳纳米管的另一个问题：难以获得均匀的电阻测量。

现在，英国莱斯大学和英国斯旺西大学的研究小组在两位大学教授的安德鲁·巴伦（Andrew Barron）的带领下发现，清洁是获得更准确的碳纳米管电阻测量的关键。 在这个过程中，研究人员可能已经发现了使用碳纳米管时，未来电子能够进入的纳米级的程度。

在Nano Letters杂志描述的研究中，Barron和他的团队在尝试了各种方法从各种污染物中清洁碳纳米管之后，对多壁碳纳米管和单壁碳纳米管进行了艰苦的阻力测量。 结果是他们可以去除的杂质越多，阻力测量值越准确和一致。

半导体碳纳米管应该遵循与任何其他导线相同的电阻原理：沿其长度方向逐渐变得更耐电流。 但是，这相当难。

根据Barron的说法，问题的一部分是碳纳米管含有许多杂质，而且人们清洗它们的方法也有很多。

为了提供一些方法，巴伦和斯旺西和赖斯的团队都在研究碳纳米管。 Barron说：“典型的电阻值不是测量单个碳纳米管，而是碳纤维束或电线。 “在单个碳纳米管上获得一致的结果意味着我们可以了解清洗的问题有多少。”

清洁工作始于真空加热碳纳米管或用氩离子轰击清洁表面。 在这一点上，他们可以将探针连接到碳纳米管的任一端，以测试它们的电阻，就像使用电线一样。 当然，不同之处在于纳米管太小以至于不得不借助于扫描显微镜（STM）来连接钨探针。

当碳纳米管清除污染物时，电阻应该是会随着电线的走向而增加。 然而，最轻微的污染物会在整个测量过程中捣乱，这说明为什么很难获得稳定可靠的碳纳米管电阻测量。

在尝试各种温度加热碳纳米管（特别是退火）之后，研究人员在500摄氏度（932华氏度）下退火碳纳米管以确保足够的污染已经被去除，从而准确测量电阻。

通过达到这个净化水平，应该有可能在没有掺杂或其他技巧的情况下达到碳纳米管所需的导电率。 根据Barron的说法，如果碳纳米管已被充分净化，可以通过将接触点放置在正确的位置来调整其导电性。因此也产生了基于纳米管的电子器件的尺寸可能存在限制的想法。

根据Barron的说法，这个限制发生是基于触点周围消耗区的产生。 当所有电荷载流子被去除时，消耗区都出现在材料的导电区域中。 在这种情况下，如果接触距离小于1微米，则消耗区开始重叠，从而将材料的电子性质从导体改变为半导体。

Barron补充说：“我们现在正在研究一系列的触点，以确定这个地区的规模能否缩小。”

Barron认为，这项工作是通过实验工作鼓励对碳纳米管电子性质的更基本的了解，而不是理论工作。

为了进一步开展这项实验性研究，Barron希望与其他研究人员和业界合作，对单个碳纳米管和碳纳米管器件进行精确测量，以便更好地理解碳纳米管在电子应用中的局限性和潜力。