美国科学家研制出多功能碳纳米管二极管

 美国科学家以一根单壁式纳米碳管(single-walled Carbon nanotube)，制造了一个p-n接面二极管(p-n junction diode)。该小组舍弃掺杂其它材料的方式，而是利用外加偏压的静电掺杂(electrostatic doping)来改变碳管的性质。

    通用电气全球研发(GE Global Research)的Ji Ung Lee指出，由于碳纳米管的掺杂尚未被充分了解，很难以使用传统方式去制作p-n接面二极管，因此该小组的作法是将单根纳米碳管分为两部分，分别外加正负闸极偏压，以静电方式纳米碳管上产生p-n接面二极管。

    Lee等人利用标准的光刻技术和金属沉积技术在硅晶园上制造分立的两闸极（split gates），之后沉积上一层氧化层当作闸极介电层，再以铁纳米微粒做为催化剂，以化学气相沉积法制造直径5到30纳米的单壁式碳管，然后制造接触电极连接纳米碳管。该小组以这种方式在晶元上制造出每平方公分约400个组件，并挑选出含半导体性碳管的组件。这种二极管拥有在顺向偏压下为导体、反向偏压下不导电的整流特性，且其电流-电压曲线在低电压时遵守理想的二极管方程式，其理想因子(ideality factor)趋近于一。

    纳米碳管拥有直接能隙(direct band gap)，因此这种组件也具备发光二极管的功能；又因为静电掺杂是可调的，因此该组件可以有多种功能。譬如p-n接面的极性可以动态地切换，以产生p-n或n-p接面，此外，同一种组件也可以被当成p信道或n信道场效晶体管(FET)来操纵。

    此p-n接面纳米碳管二极管在光电、传感器或是电力电子领域上，将会有许多应用。该小组下一步将研究其发光性质，并持续改良组件结构，以提升发光效率。