研究人员建立了可分离的多纳米管体系，使单壁碳纳米管尽显优势

具有碳焊接接头和SWCNT FET的隔离SWCNT网络的透射电子显微镜图像（比例尺：10 nm）

SWCNT TCF和OLED。 （A）80mm×80mm SWCNT TCF的光学图像。 （B）点亮的SWCNT OLED的光学图像

单壁碳纳米管（SWCNT）的小尺寸、光电子学特性以及灵活性，使其成为触摸屏、智能窗、光伏电池和其他设备中透明导电膜的理想选材。但是当SWCNT聚集在一起时，纳米管之间就形成了肖特基结，降低了光电特性。

现在，研究人员已经建立了一个孤立的单个纳米管体系来避免这些问题。由SWCNT制成的薄膜透射率高达90％，创造了历史新低，比先前报道还要低五倍。此外，使用硝酸简单处理进一步降低了薄层电阻，达到了与传统的氧化铟锡（ITO）相当的水平。

“我们的SWCNT薄膜主要由孤立的SWCNT组成，这与通常由直径为几十纳米的束组成的SWCNT薄膜完全不同，”中国科学院沈阳金属研究所成会明说。

由上海科技大学、上海微系统与信息技术研究所、中国科学院大、中国科学技术大学、清华大学长春应用化学研究所、芬兰阿尔托大学理学院组成的研究团队，使用浮动催化剂化学气相沉积法合成高质量的SWCNT，并将其收集在多孔基质上，其作用类似于过滤器。

成博士解释道，通过调整SWCNT的成核和生长浓度，85％的SWCNTs被分离出来，同时，通过控制碳源的含量，在管-管接头处形成“碳焊”结构。

研究人员认为，孤立的纳米管能够最大限度地提高光的透射率，而交叉点是由石墨碳焊接而成的，并不是形成肖特基结，因此可以最大限度地减小电阻。

成博士指出，“SWCNT通常通过范德华力相互作用聚集成束，因此，内部管道吸收光线，同时对载体运输贡献很小；与此同时，肖特基在管间结处的屏障抑制了载波传输，从而导致更高的结电阻。”

改进的SWCNT薄膜能够制造具有非常低的导通电压（2.5V）和非常高的电流效率（75cd A-1）的有机发光二极管（OLED）。

该研究团队目前已经证明，使用这种SWCNT薄膜作为阳极构建的OLED，其电流效率比最佳报道的CNT阳极基OLED高7.5倍，并且具有优异的柔韧性和稳定性。与ITO相比，新型SWCNT薄膜具有类似的透明导电性能，但柔韧性却更好。”

佛罗里达大学的Andrew Rinzler评论道：“就透明电极的竞争格局来看，ITO仍然位居前列；然而，在柔性电子产品中，由于ITO的脆性和银纳米线的氧化作用，透明SWCNT薄膜仍然是最佳选择。对于透明导电SWCNT薄膜，这个特性令人印象十分深刻。事实上，这是我见过的这类薄膜的最佳性能。”

研究人员认为，分离的SWCNT薄膜可用作许多柔性电子和光电器件中的透明电极。成博士也表示，在未来几年内，柔性触摸屏和OLED显示屏可能会使用新的SWCNT薄膜。

“采用碳焊接的方法降低了纳米管之间结电阻的结果令人激动，其记录了透明导电电极的光透射比薄片电阻的性能。尽管还需要进一步开发，但这里的工作为柔性光电器件提供了新的机遇。”斯坦福大学的Yi Cui说。

一旦要商业化生产就必须要增加SWCNT的产量，同时还需保证SWCNT的孤立。 该团队也在研究这个问题，并考虑对纳米管类型和长度的控制。然而，Rinzler警告说，由于生长单个纳米管需要低浓度的催化剂原子核，因此扩大生产可能并没有那么简单。