碳纳米管由于具有特殊的微观性能，多年来引起了研究者的广泛关注，这使得它可以代替硅材料，制备成简便、低廉的电子设备。

碳纳米管由于尺寸小（原子尺寸大小）、具有临界物理性能，可以减少相应的电子开关。正如硅材料，在未来碳纳米管可以具有半导体性质，作为高速、快速的电子开关控制器，这对电路板来说至关重要。

但碳纳米管基的电子产品一直以来具有一定的局限性：当它们排列成膜状，其中某一部分的性质会更接近于金属而非半导体，这对任何电子设备来说都是潜在的短板。

 

受热的金属碳纳米管的温度梯度效应引起狭长有机外壳的热毛细流动现象，从而在碳纳米管的底部形成一个开放沟。（图片来源：J.Rogers/UIUC）

Illinois-Urbana Champaign大学的教授John Rogers说：“这种碳纳米管的纯度需要超过99.999%，即100000个里面出现一个有缺陷的碳纳米管都无法制成一种电子装置。如果碳纳米管的纯度较低，将无法作为半导体电路进行工作。”

Rogers和相关人员正在研究如何制备出相对简单、无贵重设备、可规模化生产的金属碳纳米管阵列。此项工作发表在《应用物理》上。

纯化之路

Rogers说：“在过去的10至15年里，将对齐的碳纳米管阵列形成致密薄膜一直存在很大的问题。现在，几个不同实验室的科学家们已经将这个问题予以解决。”

那么，接下来是第二个问题：如何找到一种纯化材料的方法，以确保碳纳米管中不含具有金属性质的部分。现存的一些纯化方法虽然简单，但离制备电子元件和有很大的差距。近来，一些纯化方法可以保证碳纳米管足够的纯度，但需要昂贵的设备。

本周，该研究团队提出，他们能够直接在接触金属板的碳纳米管上沉积有机材料涂层，应用整个基片使得电流流过接触纳米管的金属部分，而不触及其半导体部分。通过电流加热，金属纳米管可以形成“热毛细管流”，在有机涂层上面劈开沟纹。不受保护的的金属部分利用标准台式仪器进行刻蚀，最后取出有机涂层。这使得电子晶片的纳米管中只有半导体部分、不含金属部分。

研究人员测试了利用此方法制备的晶体管，并最终得到了具有半导体性质的可控开关设备。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼