【摘 要】
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半导体性碳纳米管水平阵列是构建和集成高性能碳纳米管器件的理想材料。为此，我们选择了一系列的氧化物颗粒作为碳纳米管生长催化剂，发现半导体氧化物(TiO2、ZnO、ZrO2和Cr2O3)在一定的生长条件下制备出来的碳纳米管水平阵列具有半导体选择性，通过改变生长气氛中氢气含量可以调控半导体性碳纳米管含量，而绝缘体氧化物SiO2却不具备类似性质。我们以TiO2为例，通过XPS表征TiO2纳米粒子随着生长气
【机 构】
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京大学化学与分子工程学院,北京市海淀区成府路202号,100871;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏省苏州市工业园区若水路398号,215123
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半导体性碳纳米管水平阵列是构建和集成高性能碳纳米管器件的理想材料。为此，我们选择了一系列的氧化物颗粒作为碳纳米管生长催化剂，发现半导体氧化物(TiO2、ZnO、ZrO2和Cr2O3)在一定的生长条件下制备出来的碳纳米管水平阵列具有半导体选择性，通过改变生长气氛中氢气含量可以调控半导体性碳纳米管含量，而绝缘体氧化物SiO2却不具备类似性质。我们以TiO2为例，通过XPS表征TiO2纳米粒子随着生长气氛中氢气含量的增加，氧缺陷浓度不断增加，提出氢气可以调控半导体氧化物的表面态，使得半导体氧化物与碳纳米管结合能发生变化，在一定的氢气浓度下，更容易生长半导体性碳纳米管，机理猜想与实验结果和理论计算结果一致。此外，通过对生长条件的优化，以TiO2为催化剂，在石英基底上可以生长出密度～10根/微米，半导体含量90％左右的半导体性碳纳米管水平阵列。
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