北京大学钱柳/张锦课题组，JACS！

背景：碳纳米管水平阵列是下一代集成电路的潜在候选材料，但其管径的精确调控是领域内的关键难题，尤其是在不牺牲阵列密度和定向性的前提下。研究目的：北京大学张锦院士课题组提出一种“硫修饰蓝宝石（S-apphire）”界面工程策略，旨在通过调控催化剂的内聚能，在不损害碳纳米管水平阵列生长密度和定向性的条件下，实现对催化剂粒径和碳纳米管管径的精准控制，以满足3纳米技术节点对管径（约1.3 nm）的需求。结论：该研究成功实现了碳纳米管管径的精准调控，采用Ti催化剂时平均管径从1.57 nm降至1.26 nm，且保持了高密度和优异的定向性。通过制备顶栅场效应晶体管，基于平均管径1.26 nm的碳纳米管阵列实现了高达107的开关比，显著优于未控径器件（105），克服了载流子迁移率与开关比之间的性能权衡。该工作不仅解决了碳纳米管水平阵列管径控制的瓶颈，还建立了以内聚能为描述符的界面相互作用调控框架，为多相催化及纳米材料的结构控制提供了普适研究路径。