探索轻元素硼（B）、碳（C）、氮（N）及其化合物的新纳米结构，并研究由于尺寸限域效应引起的各种新奇物性，不仅对物理学中一些基本现象的发现有着重要意义，而且将会对未来微/光电子工业的发展产生一定影响。中科院物理所王恩哥领导的研究团队将实验与理论密切结合，在轻元素新纳米结构的构筑、调控以及物理特性研究方面进行了多年探索，取得了以下重要研究成果：
1.构筑了5种新的轻元素纳米材料。采用自行研发的热丝和微波等离子化学气相沉积技术首次制备出： ①CN聚合纳米钟（Nanobell）；②单壁BCN纳米管；③管状碳纳米锥；④高定向BCN纳米纤维阵列；⑤ 碳双螺旋纳米纤维阵列。
2.对满足特殊需求的纳米材料进行结构调控。①分离出大量十几至几十纳米大小的单个纳米钟；②采用分步生长方法获得了界面清晰的CN纳米钟/C纳米管异质结和BCN/C纳米管异质结；③提出一种低温掺氮化学气相沉积生长技术，获得了具有单一螺旋角的多壁碳纳米管和管状碳纳米锥。
3.研究发现了一些具有重要应用前景的新奇物理特性：①通过硼、氮共掺杂实现了单壁碳纳米管从金属性向半导体性的转变，使样品中半导体导电性的单壁纳米管比例由67%提升到大于97%；②发现了单个BCN/C纳米管异质结的非线性整流特性；③在BCN纳米纤维中观察到波长可调的强蓝荧光；④获得了优异的CN纳米钟电化学储锂性能；⑤系统研究了一维轻元素纳米管的电子场发射机理，发现了CN纳米管的“顶-边”电子发射机制。
上述研究发表SCI论文52篇（包括22篇APL，3篇JACS，1篇PRL，1篇Science），被SCI他人引用1173次；获得2项国家发明专利；在国际学术会议上做特邀报告10个，引起了国际学术界的广泛兴趣。美国化学学会、德国材料学会、英国物理学会等跟踪报道了这些工作。 |
.gif)
