纳米管THz探测器

贵比黄金、细赛人发的“超级纤维”碳纳米管，实际上和金刚石、石墨同属于一个家族。作为近年来材料领域的研究热点，碳纳米管受到各国科学家的高度重视。 u08j9) ,4  
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和厘米、微米一样，纳米是一种尺度单位，一纳米是一米的十亿分之一。1991年被人类发现的碳纳米管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。 JmeE}:5lpj  
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作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管韧性很高，导电性极强，场发射性能优良，兼具金属性和半导体性，强度比钢高100倍，比重只有钢的1／6。因为性能奇特，被科学家称为未来的“超级纤维”。 F'"-aB ~  

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单光子探测器，电动激光器和纳米晶体管都被认为是具有应用前景的半导体纳米线。在每种情况下，了解电荷载体的运动是至关重要的，但科学家们首先需要找到一种可靠的方法测量数据。 8Zy*#[-  
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“与棒的连接半径只有25奈米，这是很不容易的，甚至可以视为研究课题本身。” 牛津大学物理系的Michael Johnston告诉nanotechweb.org 。"即使当你获得连接，也很难从这些纳米管中分辨其电子特性" 。 KdD~;Ap$  
为了绕开这个问题，英国牛津大学和澳大利亚国立大学的研究人员正在使用一种被称为时间分辨太赫兹光谱法的方法。该光学泵浦设备可以被视之为一种"非接触式"电导探针，但这并不是其唯一的优势。 B%`|W@v  
“与常规技术相比，我们的太赫兹电导率测量有更高的时间分辨率（ 100 ?飞秒）。”Johnston解释。“现在这一代的电子产品，纯电动方式是受限于时间/频率响应的。” s IBP$9
 
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该小组在注入电荷载体进入纳米管后测量太赫兹电导率随时间和随频率的函数。据Johnston称，比较结果与电子在纳米管运动的理论模型给出了全面的纳米结构电学特性。 Qn~{TZz  
“这揭示了纳米管的导电性远高于预期。”他评论说。“一般认为纳米管由于其大的表面积与体积比，其导电性将受到严重的限制，近表面电荷非常容易被捕获而散射远离表面。相反，我们发现电荷载体注入砷化镓纳米管的电导率峰值可高达大多数电导率的三分之一。” [XH,~JZJj  
在这些实验结果的基础上，研究人员发现，他们能够调整一段时间，通过使纳米管结构浸满光注入的电荷载体的途径使纳米管具有导电性。 hL&7D@  
“在未来装置中，可用表面处理或外涂纳米管控制陷阱密度。” Johnston表示了极大兴趣。“我们的工作表明，纳米管具有很大的潜力作为超快开关器件和超快光电子器件，例如高速光电调制器或用于非常高带宽的通信系统。” (N/-blto  
研究者们在纳米快报报道了他们的工作。 :S}ZF$ $j%  

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虽然成分和石墨一样，但碳纳米管潜在用途十分诱人：可制成极好的微细探针和导线、性能颇佳的加强材料、理想的储氢材料。它使壁挂电视进一步成为可能，并在将来可能替代硅芯片的纳米芯片和纳米电子学中扮演极重要的角色，从而引发计算机行业革命。 9Zf  
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碳纳米管也是“纳米世界”中的重要一员。在纳米材料中，包括碳纳米管、碳纳米纤维在内的碳纳米材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。从近期美国《科学索引》核心期刊发表的和碳纳米管有关论文数看，我国排在美、日之后位居世界前列。 -x:7K\=$SX  
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碳纳米管的发展历程如下：1991年，日本科学家发现碳纳米管；1992年，科研人员发现碳纳米管随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性；1995年，科学家研究并证实了其优良的场发射性能；1996年，我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长；1998年，科研人员应用碳纳米管作电子管阴极；1998年，科学家使用碳纳米管制作室 .. 5!pNo*QK  
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