第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼

　　 单壁碳纳米管的生长虽然已有诸多报道，但仍存在像如何控制管径和手性等挑战性问题。在国家自然科学基金和科技部重大科学研究计划的支持下，北京大学化学与分子工程学院纳米化学与纳米器件研究室的刘忠范、张锦教授等人以单壁碳纳米管在未来器件中的应用为导向，在深入研究单壁碳纳米管生长机理的基础上，提出了异径单壁碳纳米管的温度调控化学气相沉积生长新方法，在单壁碳纳米管管径和手性调控生长方面取得突破。其基本原理是对同一个催化剂纳米粒子在催化生长超长单壁碳纳米管的过程中施加温度扰动，改变其生长历程。研究发现，同一个纳米粒子，在高温时趋向生长管径较细的碳纳米管而在低温时则易生成管径较粗的碳纳米管（见图）。这些异径管可以组成金属－金属型、金属－半导体型或半导体－半导体型碳纳米管‘纳米结’阵列，结果发表在Nature Materials(6(2007)283-286)上。该工作发表后受到了Nanotoday等杂志的高度评价，他们认为“北京大学的研究者及其合作者们发现单壁碳纳米管的管径不完全取决于催化剂纳米粒子的大小，这是一种沿单根碳纳米管构筑纳米结的有效方法，是碳纳米管在未来器件中应用的Significant Step”。

　　单壁碳纳米管的管径控制是本实验室单壁碳纳米管轴向能带调控集成碳纳米管器件工作的一部分。同样在国家自然科学基金委和科技部重大科学研究计划的支持下，该实验室在单壁碳纳米管的能带调控（NanoLetters,7(2007)750-753）、单壁碳纳米管的形变（NanoLetters,7(2007)143-148）、单壁碳纳米管的拉曼光谱（NanoLetters,7(2007)2116-2121）以及表面上单壁碳纳米管光致荧光的恢复（J.Am.Chem.Soc.,129(2007)12382-12383）研究等方面均取得了重要进展。