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       近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心先進(jìn)炭材料研究部研究員劉暢等與日本國立材料科學(xué)研究所、澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)、俄羅斯國立科技大學(xué)等機構(gòu)的科研人員合作，開展了碳納米管手性改造與分子結(jié)晶體管研究。科研人員利用原位透射電子顯微鏡對單根碳納米管進(jìn)行原位加工、表征與測量，精確控制透射電鏡樣品桿上的壓電納米探針對碳納米管施加焦耳熱和拉伸應(yīng)力，誘導(dǎo)局部塑性變形與手性演變；利用球差校正電鏡圖像和納米束電子衍射圖譜對變形前后碳納米管的手性進(jìn)行分析，在近三十次連續(xù)手性轉(zhuǎn)變過程中發(fā)現(xiàn)碳納米管的手性角具有向高角度轉(zhuǎn)變的明顯趨勢；結(jié)合原位測量以碳納米管為導(dǎo)電溝道的懸空晶體管的電學(xué)輸運性質(zhì)，實現(xiàn)了金屬性碳納米管向半導(dǎo)體性碳納米管的可控轉(zhuǎn)變。運用該方法制備出溝道長度僅為2.8納米的金屬-半導(dǎo)體-金屬構(gòu)型碳納米管分子結(jié)晶體管（如圖），并觀察到其室溫量子相干輸運性質(zhì)和法布里-珀羅（Fabry-Pérot）干涉效應(yīng)。該研究為碳納米管的手性及導(dǎo)電屬性調(diào)控提供了新途徑，顯示了碳納米管分子節(jié)晶體管的優(yōu)異性能。

 12月24日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。研究工作得到科學(xué)技術(shù)部、國家自然科學(xué)基金委員會及沈陽材料科學(xué)國家研究中心等的支持。

（A-D）單根碳納米管的原位加工過程、（E-F）碳納米管電學(xué)性質(zhì)從金屬性到半導(dǎo)體性的轉(zhuǎn)變、（G）溝道長度僅為2.8納米的碳納米管分子結(jié)晶體管、（H-I）該晶體管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線