[发明专利]一种分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法。

背景技术

单壁碳纳米管以其优异的性能，在纳米电子学中具有重要的应用价值。然而单壁碳纳米管的各种生长方法只能得到金属型和半导体型的混合物，这在很大程度上影响了单壁碳纳米管的实际应用。到目前为止，单壁碳纳米管的分离方法大致可以分为选择性破坏和溶液相分离两大类。虽然这两类方法都能够实现单壁碳纳米管的高效分离，但是前者不可避免地会对单壁碳纳米管引入破坏，而后者则只适用于数微米左右长度的单壁碳纳米管并且难以控制分离后单壁碳纳米管的形貌。

发明内容

本发明的目的是提供一种分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法。

本发明提供的氨基功能化胶带，由支撑层和位于所述支撑层之上的粘结层组成；构成所述支撑层的材料为聚二甲基硅烷；构成所述粘结层的材料为氨基硅烷。

上述氨基功能化胶带中，所述氨基硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，优选3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述氨基功能化胶带的厚度为1-5mm，优选2.5mm。

本发明提供的制备所述氨基功能化胶带的方法，包括如下步骤：将聚二甲基硅烷薄膜用氧等离子体进行轰击，轰击完毕后置于氨基硅烷的乙醇溶液中浸泡，浸泡完毕用乙醇洗涤，于空气中自然晾干后得到所述氨基功能化胶带。

该方法中，所述氨基硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，优选3-氨丙基三乙氧基硅烷。本发明提供的苯基功能化胶带，由支撑层和位于所述支撑层之上的粘结层组成；构成所述支撑层的材料为聚二甲基硅烷；构成所述粘结层的材料为苯基硅烷。

上述苯基功能化胶带中，所述苯基硅烷选自三乙氧基苯基硅烷、苯甲基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的至少一种，优选三乙氧基苯基硅烷；所述苯基功能化胶带的厚度为1-5mm，优选2.5mm。

本发明提供的制备所述苯基功能化胶带的方法，包括如下步骤：将聚二甲基硅烷薄膜用氧等离子体进行轰击，轰击完毕后置于苯基硅烷的乙醇溶液中浸泡，浸泡完毕用乙醇洗涤，于空气中自然晾干后得到所述苯基功能化胶带。

该方法中，所述聚二甲基硅烷薄膜的厚度为1-5毫米，优选2.5毫米；所述轰击步骤中，真空度为10^-2Pa，空气流量为12-18sccm，优选15sccm，功率为80-90W，优选90W，时间为1-15分钟，所述苯基硅烷选自氧基苯基硅烷、苯甲基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的至少一种，优选三乙氧基苯基硅烷。另外，上述氨基功能化胶带和苯基功能化胶带中，作为支撑层材料的聚二甲基硅烷(简称PDMS)可按照道康宁公司关于PDMS制备的说明书(所需原料基质有机硅弹性体(主要成分为八甲基环四硅氧烷)与固化剂(主要成分为四(三甲基甲硅烷氧基)硅烷)均购自Dow CorningCorporation，Midland Michigan USA，产品编号为SYLGARD 184)制备而得。该制备方法为常规方法，如可按包括如下步骤的方法制备而得：将显微镜载玻片放入100ml烧杯中，依次在超纯水、丙酮、乙醇、超纯水、中超声10min，在烘箱内120℃将载玻片和烧杯烘干并冷却至室温后，将有机硅弹性体及固化剂按照一定质量比倒入烘干的烧杯中混合，搅拌20min后静置1h，然后缓慢倾倒于烘干的载玻片表面，并在烘箱中烘烤1小时，得到聚二甲基硅烷薄膜，厚度为2.5mm。该方法中，有机硅弹性体及固化剂的质量比可为9∶1-11∶1，优选10∶1；烘烤步骤中，温度为80-150℃，优选90℃，时间为10-90分钟，优选60分钟。

本发明提供的分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法，包括如下步骤：将所述氨基功能化胶带置于位于基底上的所述金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的表面，加压作用后，在所述基底上得到金属型单壁碳纳米管阵列，完成所述分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法；

或者，将所述苯基功能化胶带置于位于基底上的所述金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的表面，加压作用后，在所述基底上得到半导体型单壁碳纳米管阵列，完成所述分离金属型和半导体型单壁碳纳米管阵列的方法。