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本文主要对碳纳米管的电输运性质进行了测量,对低维度的电输运的特性进行了研究。
本文分为五章,在第一章绪论中简单介绍了碳纳米管的发现,结构特征和其它研究小组的一些相关研究工作。在第二章中分别介绍了单层碳纳米管束和多层碳纳米管束的催化热解生长方法和试验设备。
第三章中研究了单层碳纳米管束的低温磁阻行为。发现对于具有一维强关联特征的LuttingerLiquid电子体系,在低场表现为负的磁阻,如果以现有的弱局域化理论进行拟合,则相位的退相干长度:Lψ∝T-1/3满足一维电子—电子相互作用有小的能量交换情况的理论预言。而整个负磁阻数据满足B/T的标度行为,无法用现有的弱局域化理论解释。在高场(B/T>0.5T/K),磁阻斜率转变为正值,但是在理论上磁场相互作用无法以Zeeman作用进入LuttingerLiquid的零偏压测量。磁阻数据的良好标度和对一维弱局域化理论的偏离,需要理论解释磁场是如何进入LuttingerLiquid中的电子—电子相互作用的。
在第四章中,研究了具有LuttingerLiquid电子态的碳纳米管束的热电势。发现在低温下,热电势为正值,正比于温度,热电势的值远大于用FermiLiquid下深杂质能级进行的理论估计。考虑到LuttingerLiquid下热电势公式的修正,在有掺杂的情况下也略高于理论值。
第五章是对多层碳纳米管束的1/f噪声进行的研究。发现在低温下,在特定的偏压位置,碳纳米管束的1/f噪声有反常的行为,这个反常是来源于该体系电荷与环境间的能量交换。