高纯金属性、半导体性碳纳米管电子墨水产业化制备

该项目是基于我们团队发展的凝胶色谱技术，通过不同结构碳纳米 管在凝胶中的选择性吸附和脱附，从而实现高纯金属性和半导体性碳 纳米管电子墨水的规模化分离制备。我们团队是国际上最早从事凝胶 色谱法分离碳纳米管结构，并取得国际领先研究成果的团队。目前我 们已经实现了金属性/半导体性碳纳米管，单一手性碳纳米管，甚至单一手性镜像体的分离制备。并且利用我们的碳纳米管制备出了高性 能薄膜晶体管、红外探测器、柔性器件以及三维光电集成电路，表明 了我们的碳纳米管在新兴的半导体材料以及电子器件领域具有巨大的市场前景。

该项目以碳纳米管在信息电子器件领域的商业化应用为目标，基于凝胶色谱法分离碳纳米管结构的技术，建立提高单一手性单一能隙碳纳米管的分离纯度、分离效率和产量的途径，实现 4 种以上高纯单 一能隙导体碳纳米管和高纯金属性碳纳米管电子墨水的产业化制备， 每种碳纳米管电子墨水单次分离产量达到克量级，半导体纯度达到 99.99%；发展出高效的均匀碳纳米管薄膜制备技术，实现4英寸以上晶圆均匀碳纳米管薄膜的产业化制备，进而将碳纳米管电子墨水及晶圆薄膜实现商业化，解决碳纳米管电子器件实用化面临的材料制备技术障碍，为碳纳米管在信息电子器件等领域的商业化制备和应用奠定材料基础，这将为我国抢占这一新兴科技的制高点，对碳基电子的未来发展规划进行高效布局提供条件。

下附图片分别为我们制备的碳 纳米管电子墨水光学照片和碳纳米管薄膜的原子力显微镜图。

本项目将解决碳纳米管电子器件实用化面临的材料制备技术障碍。高纯单一能隙半导体碳纳米管作为新兴低维半导体材料，具有极高的载流子迁移率、栅调控特性以及优异的力学性质，是制备高速、 低功耗、高集成度的碳基电子器件、光电子器件、柔性电子器件、印刷电子器件的理想材料，由于其高效的红外发光特性以及手性螺旋结构还可应用于生物成像、生物分子探针等；高纯金属性碳纳米管可用于制备透明导电薄膜、纳米导线应用于柔性显示器、超级电容器等。