单壁碳纳米管（SWNT）阵列在碳基纳电子器件和电路集成方面的应用具有非常大的潜力。同时，这也对SWNT样品的布局和结构也提出了几个关键要求，如电子特性、密度、排布和管径等。特别是，SWNT阵列的密度和定向性的程度应该足够高，以便通过工业兼容技术制造大规模集成电路；SWNT的管径应该在适当的范围内，以要满足带隙和界面的接触电阻的要求。然而，到目前为止，控制合成具有合适管径的高密度SWNT水平阵列仍然是一个巨大的问题，阻碍了深入研究和实际应用。

温州大学化材学院胡悦特聘教授团队联合南京邮电大学李盼副教授、北京大学张锦教授在控制制备高密度单壁碳纳米管（SWNT）方面取得新进展，开发了一种简单且新颖的温度扰动策略以制备具有管径选择性的高密度SWNT阵列，为SWNT在纳电子器件方面的提供了理想平台。相关成果以标题“Diameter-Selective Density Enhancement of Horizontally Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Arrays by Temperature-Mediated Method”（DOI：10.1002/adfm.202209391）发表在Advanced Functional Materials。

图1.用温度扰动法在石英基底上生长水平排列的SWNT阵列示意图

该工作通过调节温度对金属催化剂容碳量进行调控，再活化具有特定尺寸的因被碳包覆而失活的催化剂，使其继续催化生长特定管径的SWNT。最终使得在石英基底上获得的SWNT阵列的密度增加了三倍以上，且管径分布控制在2纳米左右。并通过环境透射电子显微镜对催化剂再活化过程进行原位研究，为催化剂效率的提高提供了关键性的见解。使用获得的SWNT阵列制作场效应晶体管器件，该器件表现出非常优秀的载流子迁移能力，表明所获得的SWNT阵列在纳电子器件中的应用潜力。