[发明专利]碳纳米管的气相官能化

权利要求书

1.一种使碳纳米管表面官能化的方法，所述方法包括将纳米管表面暴露于至少一种包含至少一种非共价键结纳米管表面、同时在纳米管表面上提供化学官能团的官能化物质的蒸气中，以得到官能化的纳米管表面。

2.权利要求1的方法，所述方法进一步包括将所述官能化的纳米管表面暴露于至少一种在其上沉积材料层的材料层前体物质。

3.权利要求1的方法，其中所述纳米管表面暴露在低于约200℃的温度下进行。

4.权利要求3的方法，其中所述纳米管表面暴露在低于约100℃的温度下进行。

5.权利要求4的方法，其中所述纳米管表面暴露在约25℃的温度下进行。

6.权利要求1的方法，其中所述至少一种官能化物质包括NO₂。

7.权利要求1的方法，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管。

8.权利要求1的方法，其中所述碳纳米管包括多壁碳纳米管。

9.权利要求1的方法，其中所述碳纳米管包括半导电的碳纳米管。

10.权利要求1的方法，其中在暴露所述纳米管表面期间，所述碳纳米管悬置在端承之间。

11.权利要求1的方法，其中在暴露所述纳米管表面期间，所述碳纳米管表面围绕完整纳米管圆周暴露。

12.权利要求1的方法，其中所述至少一种蒸气包括包含物理吸附在纳米管表面上的第一官能化物质的第一蒸气和包含与所述物理吸附的第一官能化物质反应以在纳米管表面上形成化学官能团的官能化层的第二官能化物质的第二蒸气。

13.权利要求12的方法，其中所述纳米管表面暴露在第一官能化物质保持物理吸附在纳米管表面上一段足以与第二官能化物质反应以形成官能化层的持续时间的温度下进行。

14.权利要求12的方法，其中第一官能化物质选自NO₂和CH₃ONO。

15.权利要求12的方法，其中第二官能化物质选自三甲基铝、二甲基锌、三甲基镓、三甲基铟、三甲基铋、四(二甲基胺基)铪和四(二甲基胺基)锆。

16.权利要求12的方法，其中所述纳米管表面暴露包括将纳米管表面循环交替暴露于第一蒸气和第二蒸气中。

17.权利要求16的方法，其中所述循环交替暴露进行许多暴露循环，以形成厚度不大于一个单层的官能化层。

18.权利要求16的方法，其中所述循环交替暴露进行许多暴露循环以形成厚度不大于约1纳米的官能化层。

19.权利要求16的方法，其中所述循环交替暴露进行不多于100个暴露循环。

20.权利要求16的方法，其中所述循环交替暴露进行25-50个暴露循环。

21.权利要求16的方法，其中所述循环交替暴露包括用第一官能化物质和第二官能化物质的原子层沉积的循环。

22.权利要求16的方法，其中所述第一官能化物质包括二氧化氮且第二官能化物质包括三甲基铝。

23.权利要求12的方法，所述方法进一步包括将官能化的纳米管表面暴露于至少一种与官能化层反应形成使官能化层稳定化而抵抗自纳米管表面脱附的稳定层、同时在纳米管表面上提供化学官能团的蒸气稳定物质，以得到稳定的纳米管表面。

24.权利要求23的方法，其中所述稳定物质与官能化层的反应包括共价键结官能化层。

25.权利要求23的方法，其中所述至少一种蒸气稳定物质由水蒸气和选自三甲基铝、二甲基锌、三甲基镓、三甲基铟、三甲基铋、四(二甲基胺基)铪和四(二甲基胺基)锆的物质组成。

26.权利要求25的方法，其中所述至少一种蒸气稳定物质包括水蒸气和三甲基铝。

27.权利要求26的方法，其中所述稳定层包含Al₂O₃。