[發(fā)明專利]一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811652565.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109850873B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 胡悅;柳閃;錢金杰;黃少銘
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學
• 主分類號: C01B32/159
• 分類號: C01B32/159;C01B32/162;H01L29/78;C23C16/26;C23C16/02
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）配置含催化劑前驅(qū)體的前驅(qū)體溶液；

（2）將前驅(qū)體溶液加載在適于單壁碳納米管生長的單晶生長基底上；

（3）將步驟（2）的單晶生長基底通過化學氣相沉積方法，選擇氣體定向生長模式，生長單壁碳納米管，在生長構(gòu)成中，利用碳納米管的頂端生長模式，在前驅(qū)體溶液的催化劑原子融入將兩根單壁碳納米管無縫焊接起來形成單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)；

所述步驟（3）中前驅(qū)體溶液為Cu的可溶性鹽溶液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）的催化劑前驅(qū)體為Fe, Co, Ni, Cu, Au，Mo, Zn, W, Ru, Cr, Rh, V, Ti, Al, Mg,Pd,B, P, As的可溶性鹽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：前驅(qū)體溶液的濃度為0.05 mMol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所述的適合單壁碳納米管水平陣列生長的基底包括st-cut石英、r-cut石英、a面α氧化鋁、r面α氧化鋁或氧化鎂為材料的單晶生長基底。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所述的步驟（3）中化學氣相沉積的參數(shù)為：830℃，選擇的10-100sccm的CH₄，C₂H₄、乙醇或異丙醇為碳源 ，以300 sccm 惰性氣體為載氣 , 300 sccm H₂下進行生長，生長時間1min~1 h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所述的單晶生長基底在加載前驅(qū)體溶液前還進行初步處理，其初步處理方法是：依次在超純水、丙酮、乙醇和超純水中各超聲清洗10 min，再用高純氮氣吹干，將清洗干凈的單晶生長基底放入馬弗爐中，空氣中高溫退火，2h升到900 ℃，在900 ℃恒溫8 h，再10小時降溫至300℃，自然降溫冷卻，此過程用來修復由于晶生長基底生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的晶格缺陷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所制備的單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)包括有半導體管-半導體管結(jié)，金屬管-半導體管結(jié)，金屬管-金屬管結(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）之后還對單壁碳納米管分子內(nèi)結(jié)進行退火處理，其過程步驟為：在300℃下氬氣的氣體流量為300 sccm ，氫氣的氣體流量為300 sccm，該步驟的目的是使飄落在石英表面的飛行管與基底緊密接觸。