单壁碳纳米管内嵌掺杂封装方法的比较评估

单壁碳纳米管（SWCNT）是纳米电子和光电器件的有前景的构建模块，然而可靠且稳定的掺杂，特别是n型掺杂，由于强烈的环境敏感性和竞争性的外在效应仍然具有挑战性。将电荷转移分子封装在SWCNT腔内为实现稳定掺杂提供了一条有前景的途径，同时保留了纳米管的外表面以供后续处理。在此，我们系统地研究了电弧放电SWCNT与电子供体四硫富瓦烯和电子受体四氰基对醌二甲烷的填充，比较了不同的填充方法，包括熔融填充、溶液回流和真空相升华。我们跟踪了从原始未填充粉末到水分散体的整个处理流程，并采用密度梯度超速离心将填充的纳米管与空的纳米管以及金属性与半导体性纳米管分离开来。使用吸收光谱、共振拉曼散射、热重分析和电子顺磁共振评估封装效率和电子改性。最后，我们介绍了一种补充的真空相方法，无需大量溶剂洗涤即可去除外部吸附的分子，从而实现更清洁的封装系统。