整流二极管可通过两种方式制备：一是通过金属和半导体CNT的交错[42]，二是通过形成于弯结状的分子内结点[43，44]。McEuen等人[42]和Yamada等人[43]分别论述了交叉金属半导体器件和分子内结点器件的特性。
16.5.3.1 碳纳米管交叉金属半导体结点
在CNT交叉金属半导体（Metal-Semiconducting，MS）结点中，各个CNT有相同的石墨薄层带结构，因此各个CNT具有相同的功函，因而结点有整流功能。金属功函位于半导体CNT能带间隙之间，并与能带方向对齐。因此，在两种情况下，费米能级均在CNT能带间隙的中间，且与金属管中费米能级的能量相同。这导致了两个CNT间的交叉点上会出现一个肖特基势垒。而且势垒高度接近于半导体CNT能带间隙的一半，这是由于势垒高度与耗尽区相关。纳米技术的耗尽区扮演着隧穿势垒的角色。三终端金属半导体结点器件中的肖特基势垒提供整流功能，以形成p-n结肖特基金属半导体二极管。由于肖特基势垒，这种金属n型半导体结点器件表现出非线性整流特性。图16.15所示为现已制备的这类器件的示意图。
16.5.3.2 分子内金属半导体CNT结点
通过机械变形CNT中引入五边形和六边形碳环缺陷对，采用这种方式能制备分子内金属半导体CNT结点[45]。在CNT的对边上，引入5个到7个碳环缺陷对，以形成类似帽子的大弯曲角。研究人员已观测到的大弯曲角为40°[46]。图16.16给出了该器件的特性。
分子内金属半导体CNT结点会表现出整流特性，其I-V特性类似于室温下p-n结二极管。因此这类结点不是电极接触。(www.xing528.com)
图16.15 金属半导体CNT结点的原理图（生成结点说明形成了三终端器件）[42]
图16.16 分子内MSCNT结点的特性（这类结点表现出类似于p-n结二极管的理想器件特性）[46]
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