【摘 要】
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单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWNTs）具有高迁移率、优异的稳定性和极好的短通道控制等优良性能。因此,作为目前21世纪最新的理想沟道材料,它们可以被广泛的运用到高性能场效应晶体（field effect transistors,FETs）、集成电路及相关电子器件。但是,目前原位生长得到的单壁碳纳米管具有不同类型的导电属性,可以分为金属性单壁碳纳米管（
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单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWNTs）具有高迁移率、优异的稳定性和极好的短通道控制等优良性能。因此,作为目前21世纪最新的理想沟道材料,它们可以被广泛的运用到高性能场效应晶体（field effect transistors,FETs）、集成电路及相关电子器件。但是,目前原位生长得到的单壁碳纳米管具有不同类型的导电属性,可以分为金属性单壁碳纳米管（metallic single-walled carbon nanotubes,m-SWNTs）和半导体性单壁碳纳米管（semiconducting single-walled carbon nanotubes,s-SWNTs）,其中m-SWNTs在碳纳米管器件中的存在会导致高泄漏电流和错误的逻辑功能。因此,如何获得超高纯度的s-SWNT阵列是目前实现SWNTs在未来纳米电子器件中应用的关键。本论文研究工作主要从改性m-SWNT这个角度出发,开发了一种选择性自由基化学修饰方法控制制备高纯s-SWNT阵列,主要内容分为以下几部分:（1）甲基化方法制备s-SWNT阵列:本部分内容主要根据s-SWNTs和m-SWNTs在费米能级处电子态密度的差异,开展了一种甲基自由基共价修饰的方法来控制制备s-SWNT含量高达97.5%的SWNT阵列。同时,通过该方法也能合成s-SWNT薄膜。最后,退火方法的引入证实了该反应具有可逆性。（2）苯基化方法制备s-SWNT阵列:本部分内容主要是利用了与甲基化方法相同的反应原理,采取了一种在实验上更加简单快捷的化学修饰方法,即光苯基化反应。通过改变m-SWNT的电学性质,成功合成s-SWNT含量高达97.5%的SWNT阵列。同时,苯基化后的SWNTs在退火后可以被热还原成原始的SWNTs,体现了光苯基化反应的可逆性。（3）掩膜苯基化方法制备SWNT分子内结:本部分内容主要是通过掩膜苯基化方法来对m-SWNT进行部分苯基化反应,从而实现SWNT分子内结的可控制备和定位制备。电学测试显示,该分子内结具有一种依赖于栅压的整流行为和光响应特性。
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