一天三篇Science：最火的后浪-碳纳米管！

碳基电子学领域是近年来的研究热点，是后微电子时代的重要课题之一。5月22日，Science在线发表了三篇关于碳纳米管电子学的研究成果，均来自于这个领域的大牛组，下面小编带你了解一下这些突破性的进展。

1、DNA定向纳米制备高性能碳纳米管场效应晶体管

与现有的光刻方法相比，生物加工的半导体阵列显示出更小的通道间距。然而，生物晶格中的金属离子和典型的亚微米尺寸的生物模板，导致了差的输运性能和不均匀的大面积阵列。近日，北京大学孙伟研究员和厦门大学朱志教授合作，以DNA为模板的平行碳纳米管阵列为模型系统，开发了一种“固定后清洗”（rinsing-after-fixing）的方法，与以往的生物模板场效应晶体管相比，关键传输性能指标提高了10倍以上。作者还使用空间受限的方法，在聚甲基丙烯酸甲酯空腔中放置组装好的碳纳米管阵列，来演示厘米级的排列。在高性能电子和生物分子自组装的界面上，这种方法可以产生对局部生物环境敏感的可伸缩的生物植入电子。

Zhao et al., Science, 2020, 368, 878–881.

DOI：10.1126/science.aaz7435

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/878

2. 三维DNA纳米槽中碳纳米管阵列的精确间距标度

精确制备半导体碳纳米管密集排列的等间距阵列是实现超尺度技术的关键。哈佛大学、哈佛医学院Peng Yin和Wei Sun合作，报告了使用超分子组装方法精确缩放碳纳米管间距，称之为空间阻碍的纳米管电子集成。具体地说，通过DNA杂交，利用DNA晶体纳米沟槽对DNA包裹的碳纳米管进行排列，作者构建了间距小于10.4 nm、角度偏差小于2°，且组装产率大于95%的平行碳纳米管阵列。

Sun et al., Science, 2020, 368, 874–877.

DOI：10.1126/science.aaz7440

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/874

3. 用于高性能电子器件的顺排、高密度半导体碳纳米管阵列

单壁碳纳米管可以制造小于10 nm的集成电路，但这需要在晶片上可规模化地生产致密的电子纯半导体纳米管阵列。北京大学、湘潭大学彭练矛院士和张志勇教授团队开发了一种多重分散和分选工艺，可产生极高的半导体纯度和实现一种尺寸限制自对准（DLSA）工艺，用于在10 cm硅片上制备在每微米100到200个范围内，密度可调、排列良好的碳纳米管阵列。在碳纳米管阵列上制作的顶栅场效应晶体管（FET）显示出比具有类似栅长的商用硅金属氧化物-半导体FET更好的性能，特别在对于1 V电压下，其通态电流为1.3 mA μm^-1，创记录的跨导为0.9 mA μm^-1。同时，使用离子液体栅极，可保持每十年低于90 mV的低温阈下摆动。批量制备的顶栅五级环形振荡器的最大振荡频率大于8千兆赫兹。

Liu et al., Science, 2020, 368, 850–856  

DOI：10.1126/science.aba5980

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/368/6493/850