近日，我校材料学院胡俊青教授课题组完成了透射电镜（TEM）下碳纳米管器件的单体原位性能研究，发现了在电流作用下金属电极材料熔化流进碳纳米管过程中的热/动力学行为及其对器件电学性能的影响机制，这些发现对于提高碳纳米管器件的电学性能和稳定性具有重要意义。该研究成果以“Melting of metallic electrodes and their flowing through a carbon nanotube channel within a device”为题发表在最新一期的《Advanced Materials》（2013, 25, 2693-2699）上。《Advanced Materials》是材料领域国际上最具影响力的学术期刊之一，影响因子为13.877 (链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201300257/abstract ) 。
    自1991年日本科学家Iijima.S教授发现碳纳米管以来，碳纳米管独特的结构、极高的力学性能、独特的电学性质和化学稳定性，激起了世界范围内许多科学家包括物理学家、化学家和材料学家极大的研究兴趣，掀起一股研究碳纳米管的热潮。特别是利用碳纳米管特殊的导电性，可以制作柔性电路导线、二极管、晶体管开关电路、逻辑电路及微型传感器等，被认为是制造下一代超微型高速电路的主要候选材料。目前，有关碳纳米管内填充物质的传输研究已取得一些进展，但还未见有关碳纳米管作为传输导线时，电流加热使金属电极材料熔化与流进碳纳米管内的现象，以及对碳纳米管器件性能影响的研究报道。
    胡俊青教授课题组利用STM-TEM原位技术，在碳纳米管器件中，系统地研究了电流加热金属电极材料（如Au、Ag和Pt）时，电极材料熔化与流进碳纳米管过程中的动力学和热力学行为及其对器件电学性能的影响，发现：在电流焦耳热作用下，金属电极材料熔化流进碳纳米管内，沿着电流的反方向流向另一电极，有时甚至到达另一电极；熔融金属流进碳纳米管内，影响碳纳米管器件的电学性能和器件工作的稳定性，可能导致碳纳米管器件短路甚至破坏；热梯度力和电迁移力决定熔融金属在碳纳米管内的流动方向和到达位置，而器件的工作电压和碳纳米管的长度是影响热梯度力和电迁移力的重要因素；通过控制器件的工作电压和选择碳纳米管的长度，可以调控液态金属在碳纳米管内的流动和碳纳米管器件的电学性能。