碳纳米管探针的制作方法研究

碳纳米管的小直径、高纵横比、高强度和高弹性、优良的耐磨损性能以及独特的电学和化学特性,使其成为高分辨率原子力显微镜的理想探针针尖。本文根据制作工艺的特点,综述现有碳纳米管探针的代表性研究和制作方法:组装式和生长式。组装式是通过手工、电场或磁场的方式将制备好的碳纳米管粘附到常规硅探针的末端;而生长式是在常规硅探针末端或悬臂梁上定点催化生长出一定直径和长度的CNT。最后指出这些方法目前存在的主要问题。

面向CNT基纳米器件的DEP装配实验研究

碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)由于独特的纳米结构以及优异的物理、化学特性,在纳米器件领域具有广阔的应用前景。有效的CNT的操控与装配方法对于其在上述领域的研究应用是至关重要的。为此,本文在分析非均匀电场条件下CNT所受介电泳(Dielectrophoresis,DEP)力模型的基础上,构建了基于DEP力的CNT装配实验系统。本文进行了多壁碳纳米管(MWNTs)的装配实验;并测试了MWCNTs束的电特性。

碳纳米管场效应晶体管的自动化装配方法研究

自碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)被发明以来,研究者就对CNT所表现出来的优异的物理、化学以及电学特性产生了浓厚的兴趣。近年来,CNT基纳米器件的研究取得了重要进展。特别是利用半导体性CNT制造的碳纳米管场效应晶体管(Carbon nanotube field effect transistor,CNT-FET),在化学传感器以及生物传感器等领域表现出了巨大的应用潜力。为此,本文首先介绍了目前CNT-FET制造方法的研究现状。对基于介电泳(Dielectrophoresis,DEP)的CNT-FET制造方法进行了系统分析,构建了基于DEP方法可实现碳纳米管场效应晶体管的自动化装配的微滴定实验系统。本文进行的CNT-FET装配实验,证明了该系统的有效性。

纳电子器件制备的单根碳纳米管精确装配与电连接研究

目前,利用单根碳纳米管进行纳电子器件的研制成为纳电子学界研究的前沿与热点,但在纳电子器件研制过程中,如何实现单根碳纳米管与微电极的精确装配与电连接成为关键技术难题之一。为探索实现此关键技术的新方法,本文尝试将介电电泳与具有实时力/视觉反馈的原子力显微镜操作方法相结合,从而结合粗、精两级操作方式,来实现单根碳纳米管的精确装配与电连接。单根多壁碳纳米管的精确装配与电特性测试实验验证了该方法的有效性,从而为装配研制基于单根纳米管/线的纳电子器件提供了一种新颖可行的方法。