[發明專利]一種碳納米管探針的制備方法

在審

• 申請號: 202110464872.3
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113376406A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 楊樹明;程碧瑤;鄧惠文;趙書浩;李少博;王飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01Q60/38
• 分類號: G01Q60/38;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在掃描探針顯微鏡探針的尖端生長碳納米管束；

2)利用聚焦離子束系統對生長有碳納米管束的探針進行加工得到細長的碳納米管尖端。

2.根據權利要求1所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，步驟1)的具體實現方法如下：

將催化劑與掃描探針顯微鏡的探針置于反應器中，待還原處理后，通入水蒸氣和有機物，在高溫下進行持續反應，碳納米管在掃描探針顯微鏡的探針表面生長，反應完畢后即得尖端生長有碳納米管束的探針。

3.根據權利要求2所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，催化劑類型為K/SiO₂，其中K為Fe、Co、或Ni。

4.根據權利要求2所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，還原處理過程為在還原性氣氛由H₂或CO氣體形成的氣氛下，溫度為800℃-1000℃，處理0.5-1.5h。

5.根據權利要求2所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，水蒸氣和有機物的摩爾比為2：1或3：1，并在保護氣體N₂或Ar惰性氣體的保護下通入，持續反應的溫度為600℃-900℃；

有機物為甲烷、甲苯、乙炔、乙烯、乙醇或苯酚的一種或多種的組合。

6.根據權利要求2所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法如下：

利用聚焦離子束系統，設定加工參數后，將待處理的探針固定在聚焦離子束雙束系統的樣品臺上，通過調節樣品臺的位置，確定探針與聚焦離子束的工作距離，使聚焦離子束雙束系統的離子束出射方向對準除尖端垂直部分的多余碳納米管束，啟動聚焦離子束系統雙束對多余碳納米管束進行去除，聚焦離子束雙束系統對步驟1)中生長有碳納米管束的探針進行加工得到大長徑比的探針尖端。

7.根據權利要求6所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，聚焦離子束雙束系統先采用粗加工，再進行精加工的方式對多余碳納米管束進行去除，操作中控制離子束的能量與離子束的電流。

8.根據權利要求6所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，聚焦離子束雙束系統的離子束采用鎵離子束。

9.根據權利要求6所述的一種碳納米管探針的制備方法，其特征在于，探針與聚焦離子束雙束系統的工作距離為10-15mm。