北大张锦课题组《Carbon》：碳源预裂解高密度水平SWNT阵列的生长

　　1成果简介

　　获得高密度的水平单壁碳纳米管（SWNT）阵列是开发基于SWNT的集成电路的关键点。然而，一些对SWNT结构表现出良好控制能力的催化剂拥有相对较低的活性来生长SWNT，这限制了生长的密度。本文，北京大学Liu Qian，张锦教授课题组在《》期刊发表名为“Growth of high-density horizontal SWNT arrays by pre-cracking of carbon source”的论文，研究开发了一种合理的方法，通过铁（Fe）辅助碳源在气相中的预裂化来生长的SWNT阵列。

　　从二茂铁中分解出来的极少量的铁随着气流被引入化学气相沉积系统，在基底上没有形成铁纳米颗粒。在Fe的帮助下，从MoC、WC和Cu催化剂上生长出来的SWNT阵列的密度可以明显增加3-5倍，分别达到40、35和24 tubes μm。通过气相色谱和拉曼光谱表征，证明在气相中与Fe的分解更彻底，从而使碳源的利用效率更高，生长出的SWNT质量更好。这种预裂解方法是提高结构可控的SWNT阵列密度的有效途径。

　　2图文导读

　　图1.铁辅助碳源预裂解生长高密度水平SWNT阵列示意图

　　图2. 铁辅助的预裂解策略在生长高密度水平SWNT阵列中的普遍性

　　图3. 用铁辅助的预裂解策略来生长高密度的水平SWNT阵列的特征。

　　图4。（a） 说明了在未引入或引入Fe的情况下SWNT生长中的碳源利用过程。（b/c）用和不用气相铁计算乙醇分解的能量势垒。（d） 对于不同的催化剂，使用和不使用气相Fe生长的SWNT阵列的密度增加率及其C–H键活化能

　　3小结

　　综上所述，我们开发了一种Fe辅助的预裂解碳源策略，以提高催化剂在基底上的活性并生长出高密度的SWNT阵列。这项工作提供了一种合成高密度水平SWNT阵列的新策略，可用于提高结构可控的SWNT阵列的密度，促进基于的纳米电子学的发展。

　　文献：

　　https://doi.org/10.1016/j..2022.12.086

　　来源：材料分析与应用