在现代材料科学领域，水平排列的碳纳米管阵列是开发下一代集成电路的有前途的材料。然而，它们的大规模集成受到当前制造技术的限制，这些技术难以实现碳纳米管阵列必要的均匀性、密度和尺寸控制。克服这一挑战需要在制造方法上做出重大转变。

近日，北京大学Jin Zhang，Liu Qian，Ziqiang Zhao提出了一种纳米接种方法，彻底改变了催化剂纳米颗粒的制备，这对碳纳米管阵列的合成至关重要。

文章要点

1）研究人员以离子注入和基底处理为基础，可以精确控制催化剂的形成。进一步开发垂直喷涂化学气相沉积系统，使气流均匀化，确保碳纳米管阵列均匀生长。这种纳米接种方法最终直接生长出一英寸的碳纳米管阵列晶片，最高密度为140管μm⁻¹。

2）通过先进的高通量表征技术验证了所制备的碳纳米管阵列晶片的高密度和均匀性。基于该阵列的场效应晶体管表现出高导通电流、高开/关比和低亚阈值摆幅的电气特性。

这项研究推动了碳纳米管阵列制造在未来碳基电子产品中的可扩展性。

参考文献

Xie, Y., Li, Y., Peng, Z. et al. Nano-seeding catalysts for high-density arrays of horizontally aligned carbon nanotubes with wafer-scale uniformity. Nat Commun 16, 149 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-55515-0

https://doi.org/10.1038/s41467-024-55515-0