碳纳米管薄膜新属性发现

俄罗斯莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所和莫斯科技术物理大学找到一种改变碳纳米管薄膜电子特性的方法。相关研究成果近日发表在《碳》杂志上。

碳纳米管组成的薄膜有着显著的物理和化学性能的组合：机械性能稳定、灵活和具有伸缩性，同时有着对各种化学和特殊的电光学性能基底的高附着性。与金属薄膜相比，碳纳米管薄膜具有高导电性、轻薄和灵活性。它们可以被广泛使用于各种电子设备：屏幕、调制器、天线、辐射热测量计等。

为了碳纳米管薄膜的电动力学特性有效地运用于实践中，必须研究其物理性质。最有趣的是在太赫兹和远红外线范围（辐射波长为2毫米至500毫微米），在这个范围内薄膜表现出金属导体的特性。

俄科研人员在太赫兹和红外线频率范围研究了用合成气相淀积法获得的碳纳米管薄膜。一部分薄膜的制作使用了从0.3—13微米的不同长度的纳米管。另外一部分使用了在氧离子作用下获得的薄膜，这种作用改变了薄膜的电性能。

研究人员发现，碳纳米管薄膜的导电性可用金属的导电性来描述。在这样的薄膜中自由电子的能量足以克服连续纳米管之间的障碍，使得薄膜中电子的移动几乎是“自由”的，从而导致高导电性。但当纳米管的长度降低到0.3微米或等离子体作用时间大于100秒时，在太赫兹频率下的导电性大大降低。

研究发现，导致上述现象的原因是，在比较短的纳米管或者氧离子作用下制成的薄膜中，电阻温度系数增加。在氧离子作用持续时间超过100秒或当纳米管长度小于0.3微米时，电阻温度系数达到饱和，在这种情况下原始碳纳米管薄膜结构被破坏，原有属性消失。 

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