[发明专利]高成功率的碳纳米管单分子结制备方法

权利要求书

1.一种高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，单分子结由弹性钢片、绝缘层、支撑电极对、单壁碳纳米管、金覆盖层、三点弯曲装置组成，其特征在于：弹性钢片可用于放置各种薄膜层，以及利于弯曲；绝缘层用于绝缘上下两层薄膜，以及平整表面；支撑电极对和金覆盖层可用于固定单壁碳纳米管；绝缘层中间部分有一个凹槽，可提供悬空的纳米桥；三点弯曲装置可用于弯曲芯片，精确控制纳米间隙大小。

2.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于所用的弹性钢片可以作为基底，在其上可镀多种薄膜，可以承受较大程度的弯曲而不变形。

3.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于绝缘层可旋涂到弹性钢片上，可以较好地充当隔离的作用，而且还可以使表面平整。

4.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于支撑电极对和金覆盖层都是两层金属，可以固定单壁碳纳米管，其中为了单壁碳纳米管的连续弯曲和固定，上层金覆盖层要厚于支撑电极对。

5.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于绝缘层中间部分使用反应离子刻蚀技术来刻蚀一个凹槽，有利于拉断单壁碳纳米管，以及提供一个悬空的纳米桥。

6.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于单分子结中使用单壁碳纳米管作为电极材料，有利于电极与分子的连接，使分子结展现出良好的导电性。

7.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于三点弯曲装置可以逐渐弯曲制作成的单壁碳纳米管芯片，以至最后单壁碳纳米管断裂，形成纳米间隙，而且三点弯曲装置可由步进电机和压电装置来共同驱动，可以在皮米精度上控制间隙，以至纳米间隙大小可以被精确调制。

8.根据权利要求1所述的高成功率的碳纳米管单分子结制备方法，其特征在于单壁碳纳米管单分子结的制备方法，其步骤如下：

1)在长44毫米、宽12毫米、厚0.1毫米左右的弹性钢片(1)上旋涂一层厚度大约为2微米的聚酰亚胺充当绝缘层(2)；

2)使用标准光刻技术在绝缘层上方制作出两层平行相对放置，且厚度同为440纳米的金层充当支撑电极对(3)，两金层的间隙大小为1微米左右；

3)在两金层的间隙正下方的绝缘层上，使用反应离子刻蚀技术刻蚀一个凹槽(4)，其厚度大约为1微米；

4)把长100-500微米、管直径1纳米左右的单壁碳纳米管(5)使用交流电泳技术准直在支撑电极对上；

5)使用电子束蒸镀仪在支撑电极对的正上方蒸镀一层金层(6)，其厚度为1微米左右，把单壁碳纳米管牢牢固定在两层金层之间；

6)使用控制精度为皮米级别的三点弯曲装置，不断弯曲芯片，直至单壁碳纳米管断裂，形成纳米间隙；

7)把有机分子置于间隙里，使用三点弯曲装置调控间隙大小，使间隙大小与连接分子的长度高度匹配，分子与单壁碳纳米管通过酰胺共价键稳固连接，形成单壁碳纳米管单分子结(7)。