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约为人类发丝十万分之一!迄今全球最小,科学家成功制备

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发布时间:2026-06-09 10:24 来源:科普中国

  据最新一期《科学》杂志报道,日本东京大学领导的研究团队利用氮化硼(BN)纳米管作为“模板”,成功制备出直径仅1纳米、约为人类发丝十万分之一的单壁二硫化钼(MoS2)半导体纳米管。这是迄今全球最小的半导体纳米管,不仅验证了几十年前关于超细材料电子特性的理论预测,也为下一代微型电子器件研发提供了新思路。

  1纳米纳米管示意图。图源:美国科学促进会优瑞科网站

  研究团队通过在BN纳米管内部的狭窄空间进行化学反应,合成了直径仅1纳米、具有明确原子结构的单壁MoS2纳米管。他们表示,这种受限空间使原本难以形成的超细MoS2纳米管得以生长,并促进了原子有序排列,从而获得结构明确且高度均一的材料。

  研究发现,随着纳米管直径减小,其带隙会随之降低,这一结果证实了25年前提出的理论预测。

  现有半导体技术在器件微缩过程中难以保持结构完美,缺陷影响显著,而碳纳米管也存在类似问题。MoS2纳米管在尺寸控制和原子结构一致性方面具有潜在优势,有望为构建超小半导体沟道提供新方案。

  不过,这一成果距离实际应用仍有一定距离。目前制备出的纳米管长度仅为数百纳米。下一步,研究团队计划将其长度提高至约1微米(即1000纳米),并尝试利用这一方法制备其他无机纳米管材料,包括磁性材料和超导材料。

编辑:陈雅俊
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