纳米电子转移效应与碳纳米管/金属复合薄膜电极技术

In view of the interaction of metal atoms on the surface of a carbon nanotube with the “nanoeffects of electron transferring”, the regular patterns through analysis of the reasons and tendencies under the different coverage of metal atoms on the carbon nanotubes with different exchange energies will be revealed. The electronic structure and characteristics of conducting electricity and high stability of carbon nanotube/metal composted thin film electrode will be investigated. The project is to do: (1) First principle study of the electronic states and electron transferring tendency and quantity from metal atoms to the carbon nanotube surface, and the influence effect to the carbon nanotube electronic structure.(2) To investigate the electro-co-deposition technique of different metals with carbon nanotubes for fabrication of the thin film electrodes, and the controlling of the interface structure in the composite film, and the improving of the structural defects in the film structure. (3) To study the electronic and chemistry as well as the stability mechanism of the composite films with different metals. To research applicable high conductive electrodes and interconnection thin film electrode technology for nanoscale integrated circuits.

针对碳纳米管与其表面上金属原子的相互作用问题，研究“纳米电子转移效应”，揭示碳纳米管表面上不同金属原子覆盖情况下的交换关联能和电子转移给碳纳米管的机制和规律，探索碳纳米管/金属复合纳米薄膜的电子学结构和作为薄膜电极材料的高导电和高稳定特异性能。拟：（1）利用第一性原理深入研究碳纳米管表面上不同金属原子和原子团电子结构状态和把电子转移给碳纳米管的定性和定量问题以及规律；（2）探索复合电沉积法制备碳纳米管与不同金属复合薄膜结构电极的工艺技术，调控复合结构的界面与特性，改善和减少复合薄膜内的各种结构缺陷；（3）研究碳纳米管与不同金属复合薄膜结构的电学和化学特异性能以及复合材料表面上金属原子能够更加稳定和防生锈机制，探索可应用于高性能导线和纳米集成电路的互连薄膜电极等新技术。

针对碳纳米管与其表面上金属原子的相互作用问题，研究“纳米电荷转移效应”，揭示碳纳米管表面上不同金属原子覆盖情况下的交换关联能和电子转移给碳纳米管的机制和规律，探索碳纳米管/金属复合纳米薄膜的电子学结构和作为薄膜电极材料传导电流的特性。项目研究主要包括碳纳米管与铜的各类复合材料的制备及其性能研究、碳纳米管与银在硅掺杂下的复合材料的制备与性能研究、CPU泡沫基石墨烯负载的制备与性能研究。主要研究与实验内容如下（1）利用第一性原理计算方法，从理论上分析碳纳米管与金属纳米系统的相互作用（2）碳纳米管的羧基化最优条件是混酸中硫酸比例为60%，温度为80℃，时间为5h。（3）提出了一种通过水热法研制具有增强减反射和疏水性的多层多孔微/纳米结构铜表面的方法。（4）通过水热合成多孔铜微球以有效还原4-硝基苯酚。（5）通过碳量子点修饰Cu2S纳米线阵列提高光电化学性能。（6）利用分层的CulnS2纳米片建造的纳米线阵列的光电化学分解水。（7）通过Cu2S自模板的溶液转化合成CuInS2纳米线阵列以增强光电化学性能。（8）硅掺杂的碳纳米管与银掺杂的复合材料具有较小的密度，并且具有三维协同传输网络，高导电性和高载流能力。（9）CPU泡沫基石墨烯负载中形成三维隔离网络，提高了电子空穴的传输效率，并且该材料具有较好的抗浸没性能。