斯科尔科沃科学技术研究所
图1
扫描电子显微镜下的碳纳米管薄膜
学分:斯科尔科沃科技学院 来自MIPT和斯科尔泰克的物理学家已经找到了一种方法来修改和有目的地调整碳纳米管的电子特性，以满足新型电子设备的要求
这篇论文发表在《碳》杂志上
碳纳米材料形成了一大类化合物，包括石墨烯、富勒烯、纳米管、纳米纤维等
尽管这些材料的物理性质已经出现在教科书中，但科学家们仍在继续创造新的结构，并找到在现实生活中使用它们的方法
宏观结构被设计成由碳纳米管制成的随机取向薄膜，看起来像非常薄的蜘蛛网，面积达到几十平方厘米，厚度只有几纳米
碳纳米管薄膜显示出物理和化学性能的惊人结合，例如机械稳定性、柔韧性、可拉伸性、对各种基材的优异粘附性、化学惰性以及优异的电学和光学性能
与金属薄膜不同，这些高导电薄膜轻而柔韧，因此可用于各种电子器件，如电磁屏蔽、调制器、天线、测辐射热计等
对基本物理原理的了解对于在现实生活中有效利用薄膜的电学和电动力学特性至关重要
特别令人感兴趣的是波长为2 mm至500 nm的太赫兹和远红外光谱带，其中薄膜表现出金属导体的典型特性
图2
氧等离子体处理会产生改变碳纳米管电特性的缺陷(左)
顶部方框显示了经处理(红色曲线)和未处理(蓝色曲线)薄膜的表面电阻与频率的关系(右)
下框显示了相同薄膜的电阻温度系数与温度的关系
学分:斯科尔科沃科技学院 MIPT和斯科尔泰克的科学家利用气相沉积法合成的薄膜研究了太赫兹和红外波段的薄膜导电性
一些薄膜由长度从0
3至13米，而其他人用氧等离子体处理100至400秒，并在此过程中改变其电动力学性能
在早期的一项研究中，作者证明了高质量原始薄膜的电导率可以用对金属有效的电导率模型来精确描述
在这些薄膜中，自由电子具有足够的能量来克服单个纳米管交叉处的势垒，并且可以非常容易地在整个薄膜上移动，这导致高导电性
然而，缩短管子长度(减少到0
3微米)或者将薄膜暴露于等离子体(超过100秒)会导致在低太赫兹频率下的电导率下降( 对于超过100秒的等离子体暴露或纳米管长度低于0
3微米，TCR达到饱和
这种效应可以被认为是在暴露于等离子体很长时间的薄膜中TCR降低的前兆，当单独的管被严重损坏并失去其特殊的电特性时
MIPT和斯科尔泰克的研究人员计划继续研究改性薄膜，包括向一个或多个方向拉伸的薄膜
该论文的合著者、MIPT太赫兹光谱实验室的负责人鲍里斯·戈尔苏诺夫评论道:“与长期以来一直被非常详细地研究的纳米管相反，对纳米管薄膜等宏观物体的研究只是最近才开始的
纳米管薄膜比金属薄膜轻得多，在化学和机械方面更稳定，因此对电子应用更有吸引力
既然我们知道了薄膜电学特性背后的基本物理原理，我们就可以根据具体的实际应用来调整它们
太赫兹波段的研究将很快在电信领域变得无处不在，这一点尤其重要
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
