[發明專利]金屬型碳納米管的獲取方法

有效

• 申請號: 202010042851.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN113120882B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張科;魏源岐;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: C01B32/17
• 分類號: C01B32/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬型碳納米管的獲取方法，包括以下步驟：

步驟S1，提供一絕緣基底，該絕緣基底包括鏤空部分和非鏤空部分交替分布，在該絕緣基底的表面設置多個電極，該多個電極位于非鏤空部分的上方且該多個電極被鏤空部分間隔開；

步驟S2，在絕緣基底上生長多個碳納米管，該多個碳納米管平行間隔設置于所述絕緣基底的表面并與所述多個電極直接接觸，該多個碳納米管橫跨多個鏤空部分，位于所述絕緣基底的鏤空部分的碳納米管懸空設置；

步驟S3，將所述絕緣基底、電極以及碳納米管形成的整體結構放置到一腔體內，并對該腔體抽真空；

步驟S4，在任意兩個電極之間施加電壓，并采用一相機對兩個電極之間懸空設置的碳納米管進行拍照獲得碳納米管照片，其中，碳納米管照片中亮度較暗的為半導體型碳納米管，亮度較亮的為金屬型碳納米管；以及

步驟S5：去除所述半導體型碳納米管，得到所述金屬型碳納米管。

2.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，步驟S2中，采用放風箏法在絕緣基底上生長多個碳納米管，該放風箏法包括：提供一生長裝置，且該生長裝置包括一反應室以及間隔設置于該反應室內的一旋轉平臺與一固定平臺，反應室包括一進氣口與一出氣口，且所述固定平臺設置于靠近進氣口一邊，所述旋轉平臺設置于靠近出氣口一邊；提供一生長基底以及設置有電極的絕緣基底作為接收基底，并在該生長基底表面沉積一單分散性催化劑層；將所述生長基底放置于該固定平臺上，將所述絕緣基底放置于該旋轉平臺上；通入碳源氣，沿著氣流的方向生長超長碳納米管；停止通入碳源氣，超長碳納米管平行且間隔的形成在絕緣基底表面；更換生長基底，并多次重復上述生長超長碳納米管的步驟，在絕緣基底上形成多個平行且間隔設置的碳納米管。

3.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，所述絕緣基底的制備方法包括：提供一基底主體，在該基底主體的表面設置一絕緣層；在所述絕緣層的表面間隔設置掩模層；以及將表面設置有絕緣層和掩模層的基底主體浸泡在一刻蝕溶液中，其中，表面沒有覆蓋掩模層的基底主體以及絕緣層被刻蝕掉，得到所述鏤空部分，表面覆蓋有掩模層的基底主體以及絕緣層為非鏤空部分。

4.如權利要求3所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，提供一硅基底，在該硅基底的表面設置一SiO₂層；在所述SiO₂層的表面間隔設置Si₃N₄層作為掩模層；以及將表面設置有二氧化硅層和所述Si₃N₄層的硅基底浸泡在KOH溶液中，其中，表面沒有覆蓋Si₃N₄層的硅基底被腐蝕掉得到所述鏤空部分，表面覆蓋有所述Si₃N₄層的SiO₂層和Si基底為非鏤空部分。

5.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，所述電極為鉬電極。

6.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，所述鏤空部分占整個絕緣基底的20％-50％。

7.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，在任意兩個電極之間施加電壓的大小為6V-15V。

8.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，步驟S5中，根據所述碳納米管照片中碳納米管的亮度，采用一針狀結構選取亮度較亮的碳納米管，直接獲取金屬型碳納米管。

9.如權利要求1所述的金屬型碳納米管的獲取方法，其特征在于，步驟S5中，根據所述碳納米管照片中碳納米管的亮度，采用一針狀結構將亮度較暗的半導體型碳納米管全部戳斷，進而得到金屬型碳納米管。

10.一種金屬型碳納米管的辨認方法，包括以下步驟：

步驟S′1，提供一絕緣基底，該絕緣基底包括鏤空部分和非鏤空部分交替分布，在該絕緣基底的表面設置多個電極，該多個電極位于非鏤空部分的上方且該多個電極被鏤空部分間隔開；

步驟S′2，在絕緣基底上生長多個碳納米管，該多個碳納米管平行間隔設置于所述絕緣基底的表面并與所述多個電極直接接觸，該多個碳納米管橫跨多個鏤空部分，位于所述絕緣基底的鏤空部分的碳納米管懸空設置；

步驟S′3，將所述絕緣基底、電極以及碳納米管形成的整體結構放置到一腔體內，并對該腔體抽真空；以及

步驟S′4，在任意兩個電極之間施加電壓，并采用一相機對兩個電極之間懸空設置的碳納米管進行拍照獲得碳納米管照片，其中，碳納米管照片中亮度較暗的為半導體型碳納米管，亮度較亮的為金屬型碳納米管。