[發(fā)明專利]單壁碳納米管的制造方法及應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01137813.1
• 申請日: 2001-11-08
• 公開（公告）號: CN1353084A
• 公開（公告）日: 2002-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 詹姆斯·K·吉姆澤斯基;雷托·施里特勒;徐真源
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 李瑞海,王景剛

1.一種制造單壁碳納米管(19)的方法，包括步驟：

a)在基底(4)上提供至少一個柱(8)，該柱包括交替的第一母體材料(15)層和第二母體材料(16)層，第一母體材料(15)包含富勒烯分子，第二母體材料(16)包含催化劑；以及

b)在存在一個第一磁場或者電磁場或者電場(17)的情況下，加熱所述的至少一個柱(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇基底(4)，為生長單壁碳納米管(19)提供至少一個結(jié)晶位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，選擇基底(4)，以包括設置在一個硅晶片上呈柵網(wǎng)形式或作為實心膜的熱氧化硅或鉬。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述至少一個柱(8)由5到10層母體材料(15、16)一層層沉積在一起，每層的厚度為5到30nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述母體材料(15、16)通過一個包含一個或多個孔(14)的障板(7)進行沉積。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述母體材料(15，16)通過熱蒸發(fā)提供。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在10-9乇左右的壓力下進行所述母體材料(15、16)的蒸發(fā)，且所述基底(4)保持在室溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，通過使用監(jiān)測母體材料(15、16)沉積速率的在線天平和開閉機構(gòu)(18)，來控制母體材料(15、16)的蒸發(fā)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的方法，其特征在于，控制蒸發(fā)，使所述層的厚度隨其離開基底(4)的距離而減小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，在大致10^-6乇的真空中或大致惰性氣體的環(huán)境中，一直加熱到950℃的溫度，持續(xù)3分鐘到一小時。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，在施加第一磁場(17)的情況下，在加熱過程中第一磁場取向為大致垂直于基底(4)的表面。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，在施加第一磁場(17)的情況下，第一磁場(17)集中在正被加熱的所述至少一個柱(8)上。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，在施加第一磁場(17)的情況下，并且在不只一個所述柱(8)生長的情況下，第一磁場(17)以不同的取向施加到不同的柱(8)上。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其特征在于，在施加第一磁場(17)的情況下，在加熱已經(jīng)導致了單壁碳納米管(19)的生長后，這些納米管在第二磁場存在的情況下熱退火。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，第二磁場的方向不同于第一磁場(17)的方向。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其特征在于，在施加電場(17)的情況下，電場(17)的指向大致與基底(4)的表面平行。

17.一種用于制造單壁碳納米管(19)的母體構(gòu)造體，包括位于一個基底(4)上的至少一個柱(8)，該柱包括交替的第一母體材料(15)層和第二母體材料(16)層，第一母體材料(15)包含富勒烯分子，第二母體材料(16)包含催化劑。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的母體構(gòu)造體，其特征在于，所述層的厚度隨其離開基底(4)的距離而減小。

19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的母體構(gòu)造體，其特征在于，所述基底(4)具有至少一個用于生長單壁碳納米管(19)的結(jié)晶位置，所述基底(4)優(yōu)選地包括設置在一個硅晶片上呈柵網(wǎng)形式或作為實心膜的熱氧化硅或鉬。

20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項所述的母體構(gòu)造體，其特征在于，第二母體材料(16)包括磁性材料，優(yōu)選地是選自Ni、Co、Fe、Mo組中的一種金屬。