[发明专利]基于单一溶液电镀的CNT与Cu复合导线的制备方法

权利要求书

1.基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1）在Si片上生长一层SiO₂绝缘层并作为基底；

2）在基底上制备正交的CNT纺丝阵列，致密化后，在CNT纺丝阵列的两端分别制备Ti层与Au层作为电极，同时起到固定CNT纺丝阵列的作用；

3）采用光刻胶作为掩膜，按照所需导线结构光刻完毕后，祛除未受光刻胶保护的CNT，再祛除光刻胶以得到CNT纺丝阵列导线；

4）配置乙酸铜、乙腈的混合溶液，并以0.001A通电电流对混合溶液进行极化，直到混合溶液电阻≤10000Ω；

5）采用Cu作为电镀阳极，长有CNT纺丝阵列导线的基底作为阴极，在步骤4）配置好的乙酸铜、乙腈的混合溶液中，按照电镀电流I电镀2h，其中，基底上与阴极连接的电极不要接触混合溶液；

6）将电镀电流I调整为电镀电流II，继续在乙酸铜、乙腈混合溶液中电镀2h，制得电镀后的CNT纺丝阵列与Cu复合导线；所述电镀电流II为电镀电流I的10倍；其中，基底上与阴极连接的电极不要接触混合溶液；

7）将电镀后的CNT纺丝阵列与Cu复合导线采用乙腈清洗后，在H₂环境下采用250℃退火3h，其中H₂气流量150sccm，Ar气流量200sccm；

8）对CNT纺丝阵列与Cu复合导线加载2×10⁵A/cm²的电流，直至电阻稳定不再下降，得到最终的CNT纺丝阵列与Cu复合导线。

2.如权利要求1所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤1）中，制备的SiO₂绝缘层的厚度≥200nm。

3.如权利要求1所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤2）中，CNT纺丝阵列的制备方法为：在基底上先拉出第一层CNT阵列，然后垂直于第一层CNT阵列的排布方向拉出第二层CNT阵列，如此反复，以得到正交多层的CNT纺丝阵列。

4.如权利要求1所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤2）中，采用电子束蒸发分别制备Ti层与Au层作为电极。

5.如权利要求1所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤3）中，采用O₂离子轰击祛除未受光刻胶保护的CNT。

6.如权利要求1或5所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤3）中，采用丙酮浸泡祛除光刻胶以得到CNT纺丝阵列导线。

7.如权利要求1所述基于单一溶液电镀的CNT和Cu复合导线的制备方法，其特征在于，步骤4）中是按照乙酸铜在乙腈中浓度为27.5mmol/L配置混合溶液。