[发明专利]长度可控碳纳米管电极制备与导电性能检测方法及装置

权利要求书

1.一种长度可控碳纳米管电极制备方法，其特征在于：

步骤1.将粘有阵列碳纳米管（22）的导电胶固定在第二载物台（6）上并与直流电源正极相连，将试验钨针（12）装夹在第一载物台（7）上并与直流电源负极相连；在显微镜的视场下，首先找到阵列碳纳米管中突出的碳纳米管（23），使针尖与距离突出碳纳米管的前端预设部位接触，施加3-5V电压持续10-20s，使碳纳米管在该部位产生局部缺陷（24）；

步骤2.让试验钨针（12）的针尖靠近突出的碳纳米管，保持2-5μm间隙，在两者之间加6-10V电压，碳纳米管在电场力的作用下被针尖吸引并拉直，其轴线方向与针尖轴线平行；然后慢慢增大电压，当电压加至15～55V之间时，针尖与碳纳米管之间就会产生瞬间的放电现象，碳纳米管在电弧的瞬间高温作用下与针尖焊接在一起，并在自身的缺陷处被截断，从而获得预设长度的碳纳米管电极（26）；

步骤3.预设长度的碳纳米管电极（26）制备完成后，直流电源的电压为10-20V，使预设长度的碳纳米管电极（26）的最前端不断逼近阵列碳纳米管中突出的碳纳米管（23），在电场的作用下预设长度的碳纳米管电极（26）会被电蚀截断一部分，从而获得合适长度的碳纳米管电极（27）。

2.根据权利要求1所述的长度可控碳纳米管电极制备方法，其特征在于：还包括步骤4.在线导电性能检测过程，将探针（15）固定在第二载物台（6）上并与直流电源正极相连，所制备的合适长度的碳纳米管电极在第一载物台（7）上并与直流电源负极相连，调节碳纳米管电极与探针的相对位置，使其顶端与探针对接；在探针的端部涂覆导电银胶提高两者的接触性能，并通过预加1-5V电压，监测精密微安表的短路电流信号，保证端部的良好接触，然后采用伏安电路法对碳纳米管电极的导电性能进行在线检测。

3.根据权利要求1所述的长度可控碳纳米管电极制备方法，其特征在于：上述试验钨针的针尖圆弧半径为0-1000nm，长度为0-30mm；上述探针的针尖圆弧半径为1-3μm。

4.实现权利要求1或2所述的长度可控碳纳米管电极制备的装置，其特征在于：

该装置主要包括两套三维微动控制台，第一套三维微动控制台由第一X轴（11）、第一Y轴（10）、第一Z轴（9）和安装于第一Z轴（9）上的第一压电陶瓷（8）组成，第二套三维微动控制台由第二X轴（1）、第二Y轴（2）、第二Z轴（3）和安装于第二Z轴（3）上的第二压电陶瓷（5）组成；该装置还包括安装于第一压电陶瓷（8）上的第一载物台（7）、安装于第二压电陶瓷（5）上的第二载物台（6），以及视觉辅助系统；

上述第一载物台（7）用于制备时装夹试验钨针（12）；

上述第二载物台（6）由碳纳米管电极制备区域（A）、导电性能检测区域（B）组成；

上述碳纳米管电极制备区域（A）用于固定粘有阵列碳纳米管的导电胶（14）；

上述导电性能检测区域（B）用于固定探针（15）。