Recientemente, El equipo de investigación del profesor Li Yan desarrolló una estrategia novedosa para producir nanotubos de carbono de pared simple con quiralidad específica mediante la aplicación de una nueva familia de catalizadores. que tiene grandes aplicaciones e influencia en la nanoelectrónica y campos afines.

"Necesitamos utilizar nanotubos de carbono de estructura específica para aplicaciones reales. El crecimiento controlado por estructuras ha sido un sueño de nuestro campo durante unos 20 años. Un trabajo reciente del profesor Yan Li en la Universidad de Pekín muestra que finalmente se ha realizado. Creo que su idea de usar un catalizador basado en W es el hito del crecimiento de los nanotubos de carbono. Esperamos una gran cantidad de aplicaciones muy útiles de los nanotubos de carbono basados ​​en su nuevo descubrimiento, "dijo el profesor Shigeo Maruyama de la Universidad de Tokio, quien también sirve al presidente de Fullerene, Nanotubos de carbon, y Sociedad de Investigación del Grafeno de Japón.

Nanotubos de carbono de pared simple (SWNT), que se puede considerar como un cilindro sin costuras formado al enrollar una pieza de grafeno, puede ser metálico o semiconductor dependiendo de la forma de laminación denotado como (n, m) (o la 'quiralidad'). Confiando en la fantástica estructura y propiedad, especialmente la movilidad extremadamente alta tanto para electrones como para huecos, Los SWNT han demostrado un gran potencial en diversos campos, como la nanoelectrónica.

En 2009, la Hoja de ruta tecnológica internacional para semiconductores (ITRS) seleccionó la nanoelectrónica basada en carbono para incluir nanotubos de carbono y grafeno para obtener recursos adicionales y una hoja de ruta detallada para ITRS como tecnologías prometedoras destinadas a la demostración comercial en los próximos 10 a 15 años.

Sin embargo, Ha sido un gran desafío durante más de 20 años realizar la síntesis selectiva de quiralidad de SWNT. Como afirma el Dr. Avouris en su artículo de revisión publicado en Nanotecnología de la naturaleza (V.2 P.605), "el principal obstáculo (de la electrónica basada en carbono) es nuestra incapacidad actual para producir grandes cantidades de nanoestructuras idénticas ... no existe una forma confiable de producir directamente un solo tipo de CNT como el que se necesitará en un gran sistema integrado". Inspirador La profesora Li y sus colaboradores han logrado un gran avance en este tema.

Los catalizadores, nanopartículas de aleación bimetálica a base de tungsteno de simetría no cúbica, tienen altos puntos de fusión y, en consecuencia, pueden mantener su estructura cristalina durante el proceso de deposición química en fase de vapor (CVD), para regular la quiralidad de los SWNT crecidos. El (12, 6) Los SWNT se sintetizan directamente en una abundancia de> 92% utilizando catalizadores W6Co7.

La evidencia experimental y la simulación teórica revelan que la buena correspondencia estructural entre la disposición de los átomos de carbono alrededor de la circunferencia de los nanotubos y la disposición de los átomos en uno de los planos del catalizador de nanocristales facilita la (n, m) crecimiento preferencial de SWNT. Este método también es válido para otros nanocatalizadores de aleación a base de tungsteno para desarrollar SWNT de diversas quiralidades diseñadas. "El empleo de nanocristales de aleación a base de tungsteno con una estructura única como catalizadores allana el camino para el control de quiralidad definitivo en el crecimiento de SWNT. Esto puede acumular el desarrollo en aplicaciones de SWNT, por ejemplo, nanoelectrónica a base de carbono ", dijo Li.

El trabajo fue altamente evaluado por el profesor Jie Liu de la Universidad de Duke, "El crecimiento específico de la quiralidad de los nanotubos de carbono de pared simple es el tema más desafiante e importante en el campo, que no se ha resuelto durante muchos años. El profesor Yan Li de la Universidad de Pekín muestra por primera vez que el crecimiento controlado es posible. Este desarrollo es muy importante para las aplicaciones de los nanotubos de carbono en muchos campos, especialmente nanoelectrónica ".