[发明专利]基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法

权利要求书

1.一种基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于包括以下步骤：建立外加电场下溶液中碳纳米管的介电泳力理论模型；调节常规AFM探针(1)和导电基底(2)之间电压幅值或常规AFM探针(1)和导电基底(2)的间隙，控制常规AFM探针(1)与导电基底(2)间的场强；通过波形信号发生器(12)在常规AFM探针(1)和导电基底(2)间施加交流电场；在光学显微镜(9)监视下，滴加碳纳米管溶液(11)到常规AFM探针(1)和导电基底(2)之间，直至浸没常规AFM探针(1)针尖末端；静置5～50秒后，断开外加交流信号即完成；

所述碳纳米管在溶液中的介电泳力理论模型指的是：在常规AFM探针(1)和导电基底(2)间的碳纳米管溶液(11)非均匀电场中，电极化后的碳纳米管所受的介电泳力模型，具体如下：

FDEP=16πr2lϵmRe[K(ω)]▿E2]]>

K(ω)=ϵp*-ϵm*ϵm*]]>

ϵ*=ϵ-jσω]]>

其中，E为电场强度，为梯度符号，r为碳纳米管的半径，l为碳纳米管的长度，ε为介电常数，σ为导电率，ω为外加电场的角频率，下标p和m分别表示碳纳米管和溶液，K(ω)描述的是碳纳米管在电场中的极化程度，即复极化率；

所述常规AFM探针(1)与导电基底(2)间的场强＞10⁵V/m。

2.按照权利要求1所述基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管介电泳力模型采用的是正介电泳力，在常规AFM探针(1)和导电基底(2)间的碳纳米管溶液非均匀电场中，常规AFM探针末端的电场场强最强。

3.按照权利要求1所述基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于：所述常规AFM探针(1)为新旧掺杂硅探针、金属探针以及裹有一层金属膜的导电探针。

4.按照权利要求1所述基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于：所述导电基底(2)为掺杂硅基底、金属基底和石墨基底。

5.按照权利要求1所述基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于：场强的大小由外加电场的幅值和常规AFM探针(1)与导电基底(2)间距确定，其中外加电场的幅值为2.5～10V，常规AFM探针(1)与导电基底(2)间距为5～25μm。

6.按照权利要求1所述基于电磁场的碳纳米管AFM探针的制备方法，其特征在于：所述交流电场的频率范围为100Hz～10MHz。