近日，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部研究員劉暢等與日本國立材料科學研究所、澳大利亞昆士蘭科技大學、俄羅斯國立科技大學等機構的科研人員合作，開展了碳納米管手性改造與分子結晶體管研究。科研人員利用原位透射電子顯微鏡對單根碳納米管進行原位加工、表征與測量，精確控制透射電鏡樣品桿上的壓電納米探針對碳納米管施加焦耳熱和拉伸應力，誘導局部塑性變形與手性演變；利用球差校正電鏡圖像和納米束電子衍射圖譜對變形前后碳納米管的手性進行分析，在近三十次連續手性轉變過程中發現碳納米管的手性角具有向高角度轉變的明顯趨勢；結合原位測量以碳納米管為導電溝道的懸空晶體管的電學輸運性質，實現了金屬性碳納米管向半導體性碳納米管的可控轉變。運用該方法制備出溝道長度僅為2.8納米的金屬-半導體-金屬構型碳納米管分子結晶體管（如圖），并觀察到其室溫量子相干輸運性質和法布里-珀羅（Fabry-Pérot）干涉效應。該研究為碳納米管的手性及導電屬性調控提供了新途徑，顯示了碳納米管分子節晶體管的優異性能。

（A-D）單根碳納米管的原位加工過程、（E-F）碳納米管電學性質從金屬性到半導體性的轉變、（G）溝道長度僅為2.8納米的碳納米管分子結晶體管、（H-I）該晶體管的轉移特性和輸出特性曲線