物理所轻元素纳米结构研究取得重要进展

　　最近，中科院物理所的王恩哥、白雪冬等与武汉大学的同事合作在硼碳氮纳米管的结构调控和性质研究方面又取得了新进展。他们采用等离子体辅助热丝化学气相沉积生长技术，在金属衬底上直接生长硼碳氮/碳多壁纳米管异质结阵列。结构分析表明，硼碳氮纳米管和碳纳米管具有高质量的界面结构。采用原子力显微镜对单个异质结构进行电学测量，发现硼碳氮/碳纳米管异质结具有优良的整流特性。该研究结果一方面首次给出了单根多壁硼碳氮纳米管纯半导体性质的直接实验证据，另一方面为硼碳氮纳米管的进一步器件应用研究奠定了基础，这项工作是他们在轻元素纳米结构研究方面的又一项新的成果。详细结果发表在近期的《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 129, 9562(2007))上。该工作得到了中国科学院、国家科技部和国家自然科学基金委的资助。

　　硼碳氮纳米管是由三种轻元素(硼、碳、氮)的共价化合物的类石墨层结构卷曲而成的。理论研究发现，不同于碳纳米管，硼碳氮纳米管的电子结构主要依赖于其化学组分，而与原子构造的几何手性无关。利用改变其化学成分，可使其带隙在石墨和氮化硼之间调节。在实验上，国际上几个研究小组的工作主要集中在硼碳氮纳米结构的制备研究方面，并取得了很多进展。目前，结构调控和性质研究是该领域关注的重要课题之一。