一种半导体碳纳米管阵列的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101857461A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101857461101857461A(43)申请公布日2010.10.13(21)申请号201010201344.0(22)申请日2010.06.15(71)申请人清华大学地址518109广东省深圳市广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司(72)发明人王雪深李群庆范守善(51)Int.Cl.C04B41/50(2006.01)C03C17/22(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种半导体碳纳米管阵列的制备方法(57)摘要本发明提供一种半导体碳纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤：提供一基底，在该基底的表面涂布一层催化剂前驱体；将涂布有催化剂前驱体的基底置于石英管中，然后将石英管置于反应炉内，加热所述基底至第一温度并保持一定时间；继续加热所述基底至第二温度并保持一定时间后，向所述反应炉内通入保护气体以排除反应炉内的空气；在保护气体下，引入还原气体并保持一定时间；向反应炉内通入载气气体与碳源气体的混合气并继续加热，在所述基底表面生长半导体碳纳米管阵列。CN1085746ACN101857461ACCNN110185746101857462A权利要求书1/1页1.一种半导体碳纳米管阵列的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底；在所述基底的一表面形成一催化剂前驱体，所述催化剂前驱体含有动物血液；将所述形成有催化剂前驱体的基底置于反应炉内，加热所述基底至第一温度并保持预定时间，以去除催化剂前驱体中的有机物并使催化剂前驱体中的铁元素氧化；在保护气体下，向反应炉内通入还原气体，对所述形成有催化剂前驱体的基底加热至第二温度并保持预定时间，以使催化剂前驱体中的铁元素还原；向反应炉中通入载气气体与碳源气体的混合气，在所述基底形成有催化剂前驱体的表面生长半导体碳纳米管阵列。2.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，形成催化剂前驱体之前，进一步包括一将该动物血液进行稀释的步骤。3.如权利要求2所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，将动物血液进行稀释所用的溶剂为生理盐水、蒸馏水、去离子水中的一种或几种的混合物。4.如权利要求2所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，对所述动物血液进行稀释时溶剂与动物血液的体积比为1∶0.1～1∶10。5.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该催化剂前驱体采用旋涂法形成于基底之上。6.如权利要求5所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述旋涂法的旋涂转速为4000～5000转/分钟，旋涂时间为30秒～2分钟。7.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述第一温度为400～800摄氏度，其保持时间为5～30分钟。8.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该保护气体为氮气、氩气或其它惰性气体中的一种或几种。9.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该第二温度为800～1100摄氏度，其保持时间为10～30分钟。10.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该载气为氢气、氮气、氩气或其它惰性气体中的一种或几种。11.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该碳源气体为甲烷、乙烷、乙炔及乙烯的一种或几种的混合物。12.如权利要求1所述的半导体碳纳米管阵列的制备方法，其特征在于，该碳纳米管阵列中半导体单壁碳纳米管的比例为80％～97％。2CCNN110185746101857462A说明书1/5页一种半导体碳纳米管阵列的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种半导体碳纳米管阵列的制备方法。背景技术[0002]碳纳米管是一种新型的一维纳米材料，其具有优良的综合力学性能，如高弹性模量、高杨氏模量和低密度，以及优异的电学性能、热学性能和吸附性能。由于碳纳米管电学性质的多样性，碳纳米管的控制合成是其大量应用的关键因素。随着碳纳米管碳原子排列方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性质。其中，金属性单壁碳纳米管(m-SWNTs)是理想的一维导线，而半导体单壁碳纳米管(s-SWNTs)则可以用来在纳米尺度上构建各种电子器件半导体单壁碳纳米管的优异特性，可望使其在场效应管(FET)、传感器、TFT、微电子学和纳米材料方面发挥重要作用。[0003]目前，传统的制备单壁碳纳米管的方法主要有激光烧蚀法、电弧放电法和化学气相沉积法(CVD)。其中，化学气相沉积法合成的碳纳米管比较纯净，可以直接用来制备碳纳米管器件。然而，这些制备方法合成的单壁碳纳米管都是金属性单壁碳纳米管和半导体单壁碳纳