“只有在買來的儀器上做一流的改進，才能夠做出一流、全新的工作。”2004年6月6日在中央電視臺國際頻道《對話路甬祥，創新跨越》節目中，中國科學院院長路甬祥在談到設備與技術創新時作出的這一判斷，在中科院物理所最近取得的一項研究成果中得到驗證。 正是通過對掃描電子顯微鏡的創造性改造，中科院物理所微加工實驗室主任顧長志等研究人員大大提高了該設備的觀測性能，然后在其支持下開展研究，首次在多壁碳納米管中實現所有管壁共同參與的導電，使其飽和電流和量子電導提高兩個數量級以上，為其在納電子器件與電路方面的應用奠定了基礎。 碳納米管的一個誘人應用，即作為目前微電子和未來納電子器件與電路的互連線，在未來取代鋁、銅導線以延續摩爾定律。為此，科學家努力研究電子在碳納米管中的輸運行為。顧長志介紹，目前人們普遍認為，由于彈道輸運特性，碳納米管所承載的電流比目前使用的鋁、銅線高幾個數量級。觀察顯示，流經金屬性單壁碳納米管的電流飽和在20～25微安，多壁碳納米管的飽和電流基本處于相同的數量級。但由于電極接觸與測量方法的問題，目前測量到的多壁碳納米管電流，實際只來自多壁管外層管壁的貢獻，并沒反映出大量內層管壁的導電作用。 顧長志等認識到，目前人們對多壁碳納米管的理解存在局限性，為全面了解其本征物理性質，為未來應用奠定基礎，必須考慮對現有測量設備和技術進行創造性改進，實現一般商業設備所不具備的先進性能和獨特功能，以達到探索物質世界本質規律的目標。2003年，他們提出對掃描電子顯微鏡設備進行創造性改造，以建立多探針的原位物性測量系統，重點實現納米材料與結構的原位、局域電學和力學性能的測量的建議，得到物理所專家和領導的重視。在該所設備改造項目的支持下，項目于2004年順利完成并申請專利。 采用自建的雙探針掃描電鏡原位測量系統，顧長志課題組與該所表面物理國家重點實驗室的呂文剛、白雪冬副研究員合作，在W襯底上制備了分立的多壁碳納米管，使測量電極與單根多壁碳納米管的每層管壁均實現完美接觸，極大提高了多壁碳納米管的電流承載能力，所測得的外徑為100納米的多壁碳納米管在室溫下的飽和電流達到7.27毫安，且與管長無關。該研究首次在多壁碳納米管中實現多通道彈道輸運，所得結果與理論計算也符合得很好。該成果于近日作為封面文章發表在美國《物理學評論快報》以來，得到國際同行的廣泛關注，被認為會對未來微納電子電路與器件產生重要影響。