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发明专利: ZL200710038026.5).发现通过选择合适的栅绝缘层厚度、栅压和源漏间距,可导致在整根SWCNT中形成强的内建电场以高效分离光生电子-空穴对,使器件显示良好的光伏效应(Changxin Chen, et al, Applied Physics Letters,2009,94:263501,封面文章).太阳光照射下,器件可获得0.31V的大的开路电压,光生电流的响应时间只有90 mS, 可被应用作太阳能光伏微电池.为评估器件实际功率转换效率,一种高频电磁散射模型被用在有限元模拟方法中对器件中SWCNT阵列光吸收进行估计(Changxin Chen, et al, IEEE Transactions on Nanotechnology,2009,8:303-314,封面文章).模型中,SWCNT被对待作一个具有频率相关复介电函数的介电圆柱体,器件结构及SWCNT间对光的各种散射和耦合被考虑,这样可较精确计算出SWCNT的光吸收.基于实际吸收的入射功率,器件的功率转换效率高达12.6%左右.该研究在Small杂志发表后即被Nanotechweb.org科技网、科学时报头版等专题报道.相应研究被Nature China杂志选为突出科学研究成果,作为 研究亮点 刊登报道. 使用MC-CNTFET首次构建了多种高性能多沟道CNT基本逻辑门电路. 研究表明制得的高性能MC-CNTFET在作为功率FET等需要高跨导或者开关大电流的场合具有大的应用潜力.将MC-CNTFET与负载电阻相连接,成功构建了包括电阻负载反相器、或非门、与非门等多种具有良好逻辑功能的多沟道CNT基本逻辑门电路.MC-CNTFET良好的开关性能和低的导通电阻可提高逻辑门的开关速度、使高低电平尽量分开、降低所需的负载电阻值.通过将不同金属作为接触电极制得的p型和n型MC-CNTFET串连,制得了多沟道CNT互补逻辑倒相器,其电压增益高达31.2 (Changxin Chen, et al, IEEE Electron Device Letters, 2006,27:852). 综上所述, 本论文在MC-CNTFET及其基本逻辑门电路的提出和构建、超声纳米焊接技术开发、器件光电特性研究以及分散定向SWCNT阵列排布等方面均取得了重要的创新性研究成果.在规定期限内,作为第一作者在国内外核心期刊等上发表论文18篇,其中SCI英文论文12篇、EI英文论文1篇(影响因子大于2.0的论文有10篇,五篇代表论文的平均影子因子为3.9),以第一作者发表的SCI论文累计被SCI引用86次.以本论文主要研究内容,作为第一作者和书稿撰写者在Springer出版社出版外文学术专著1本(Changxin Chen, Yafei Zhang. Nanowelded Carbon Nanotubes: From Field-Effect Transistors to Solar Microcells , Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, Publication date:2008.10, ISBN: 978-3-642-01498-7, Hardcover).申请了七项核心发明专利(排名第一的四项、排名第二的三项),其中三项已获授权.论文的研究工作获得了2008年 TSMC Outstanding Student Research Award .以该论文的研究内容为主,作为第二完成人(导师为第一完成人)完成了973项目子课题和国家自然科学基金面上项目各一项.以该论文创新研究的进一步深化工作及技术应用,作为课题主持人2008年申请的项目获得了国家自然科学基金青年基金、上海市科委AM基金、教育部博士学科点专项科研基金的资助,作为课题主要参与人2007年申请的项目获得了国家自然科学基金重点项目、国家863项目和上海市纳米科技专项的资助. 关键词:碳纳米管场效应晶体管,多沟道,表面功能化修饰,定向排布,超声纳米焊接 Study on Carbon-Nanotube Multi-Channel Field-Effect Transistors Chen Changxin ABSTRACT With traditional silicon technology developing toward its limit, it is exigent for us to seek the substitutes for silicon. Single-walled carbon nanotube (SWCNT) is regarded as an ideal candidate of building block for the next-generation integrated circuit due to its unique one-dimensional nanostructure and excellent physical, chemical and mechanical properties. One of the most important applications for SWCNTs is to be used for constructing carbon-nanotube field-effect transistors (CNTFETs). On this aspect, the SWCNT possesses a lot of advantages as follows: the charge carriers can transport ballistically in it;