奈米化學活躍登場
- 上線日期：2009/4/14 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
由英、奧、德、日科學家合組的團體最近利用單壁式奈米碳管(SWCNT)為試管，探索奈米尺度下的化學作用。奈米碳管提供了受限的一維空間來隔離分子，因此能產生奈米級的侷限效應(confinement effects)來影響化學反應。
上述團隊利用鈰(cerium)化合物對奈米碳管進行電子摻雜，藉此完成奈米試管化學(nano test tube chemistry)實驗，並證實掺雜可以調整奈米管的電子特性。這些實驗除了有助於科學家了解奈米尺度的化學外，也突顯了奈米管應用在未來電子元件中的潛力。
研究人員先將奈米碳管材料與鈰的有機金屬化合物密封在一根Pyrex試管中，並在200°C的溫度中使其退火後，便可得到包含鈰分子的SWCNT，接著於1000°C的真空中再次退火，使SWCNT轉變為包含鈽的雙壁式奈米碳管(Ce@DWCNT)。碳管的外壁、內壁及管中的鈰分子，都可以由電子顯微鏡照片看出。
研究人員接著利用以共振發射光譜(resonance photoemission spectroscopy)測量發射電子的能量，發現在摻入鈰後，奈米管束的傳導電子密度增加，原因是碳管由原先的半導體性轉變成金屬性。
英國Surrey大學Hidetsugu Shiozawa表示，在碳管中進行的化學作用較接近單一分子間的作用，而非一般試管中是數十億個分子一起作用。碳管的一維量子電子態能讓特定分子與化物能起作用，所以我們能透過碳管的電子態來監測管內的化學反應。
Advanced Technology Institute的所長Ravi Silva表示，這項研究證實一顆附著在奈米碳管表面的原子，就能對其電子特性造成巨大影響，由於碳管被看好可以做為未來奈米IC晶片的導線，因此上述結果將對奈米電子元件的設計帶來廣泛的影響。詳見Phys. Rev. Lett. 102, 046804 (2009)。
原始網站: http://www.physorg.com/news155563699.html
譯者:劉怡萱(逢甲大學光電學系)
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