[发明专利]一种制备碳纳米管垂直阵列的方法

权利要求书

1.一种制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在基片表面上沉积厚度为3-20纳米的铝膜；

(2)在所述铝膜上沉积0.2-1.0纳米厚的催化剂层；

(3)在所述催化剂层上沉积不厚于0.5纳米的铝膜。

2.如权利要求1所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述步骤(1)和步骤(2)之间进行下述的步骤(4)：在室温下或者在高于室温但低于200摄氏度的温度下对在所述基片上形成的铝膜进行氧化。

3.如权利要求1所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤(5)：

将步骤(3)的产物放入低压化学气相沉积系统的真空室内的样品加热台上，对所述真空室抽真空至0.01毫巴或更低的压力，然后在0.1-100毫巴氢气气氛下将所述产物于1-10分钟内从室温加热到550-850摄氏度范围内的生长温度；或者

将步骤(3)的产物放入低压化学气相沉积系统真空室内的样品传送机构上，对真空室抽真空至0.01毫巴或更低的压力，然后在0.1-100毫巴氢气气氛下将所述样品加热台从室温加热到550-900摄氏度范围内的温度，再用样品传送机构将所述产物传送到所述样品加热台上，使所述产物被快速加热到550-850摄氏度的生长温度。

4.如权利要求3所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，进一步包括碳纳米管的生长步骤(6)：

在达到所述生长温度后，通入浓度设定为0.1-50％的碳源气体，生长10秒至100个小时的时间，其中所述碳源气体以氢气作为稀释气体。

5.如权利要求1所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，

将步骤(3)的产物放入低压化学气相沉积系统的真空室内的样品加热台或加热器上，将真空室抽真空至0.01毫巴以上，然后通入浓度设定为0.1-50％的碳源气体(优选乙炔气体)，稀释气体为氢气，再在0.1-100毫巴气压下将所述基片加热到550-850摄氏度的生长温度并保持10秒至100个小时的时间。

6.如权利要求4或5所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，进一步包括步骤(7)：在生长结束后，关闭对真空室的碳源气体和/或氢气供应，并停止加热，同时以最大抽速抽空真空室，并在所述基片的温度冷却至室温时取出制品。

7.如权利要求2所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，所述步骤(4)在空气、氧气或低温氧等离子体气氛中进行。

8.如权利要求4或5所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，所述碳源气体为乙炔气体。

9.如权利要求4或5所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，所述碳源气体也可为甲烷和/或乙烯等含碳气体气体，所述含碳气体在所述真空室内将经高温处理和/或等离子体处理而转换成乙炔气体。

10.如权利要求4或5所述的制备碳纳米管垂直阵列的方法，其特征在于，通过控制所述催化剂的厚度、加热过程中基片的温度和加热速度，生长过程中乙炔的浓度，来调整所制备的碳纳米管垂直阵列的直径分布、平均直径、密度和长度。