[发明专利]一种基于甲基化修饰制备半导体性单壁碳纳米管的方法

权利要求书

1.一种基于甲基化修饰制备半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）利用化学气相沉积方法在基底上生长单壁碳纳米管；

（2）将步骤（1）在ST-cut石英中生长的单壁碳纳米管转移到SiO₂/Si基底上；

（3）将步骤（2）处理的SiO₂/Si基底放入含有过氧化二叔丁基的溶液中，并在紫外氙灯照射，使得步骤（1）所制备的金属性单壁碳纳米管发生甲基化反应，使其转变为半导体性单壁碳纳米管，最后用乙醇清洗并用氮气吹干。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中单壁碳纳米管生长的基底包括ST-cut石英、r-cut石英、SiO₂/Si、a面α氧化铝、r面α氧化铝或氧化镁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（1）的基底为ST-cut石英，其在生长碳纳米管之前还进行预处理：依次在超纯水、丙酮、乙醇和超纯水中各超声清洗10min，再用高纯氮气吹干；然后将清洗干净的基底放入马弗炉中，空气中高温退火，2 h升到900 ℃，在900 ℃恒温8 h，再10 h降温至300℃，自然降温冷却，此过程用来修复由于生产加工过程中产生的晶格缺陷。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中化学气相沉积方法所用的催化剂前驱体为是Fe, Co, Ni, Cu, Au，Mo, Zn, W, Ru, Cr, Rh, V, Ti, Al, Mg 或Pd，其浓度为该金属/乙醇溶液的含量为0.01-0.1 mmol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中将化学气相沉积方法的控制参数为：在830℃，300 sccm 氩气、 300 sccm 氢气下进行生长，乙醇作碳源是通过氩气做载气将其带入反应腔体，其流量为10~500 sccm，生长时间为1min~1 h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中SiO₂/Si基底在转移单壁碳纳米管之前进行预处理：依次在超纯水、丙酮、乙醇和超纯水中各超声清洗10 min，氮气吹干后，用氧等离子体清洗系统清洗5-10 min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中利用HF作为转移的溶液，HF的体积溶液浓度为1%-10%。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中将步骤（2）所处理的SiO₂/Si基底件放入含有过氧化二叔丁基的溶液中，紫外氙灯下照射，照射功率为10 w/cm²-40 w/cm²，照射时间为10 min - 60 min。

9.一种如权利要求1-8之一所述的方法所制备的基于甲基化修饰制备半导体性单壁碳纳米管。

10.一种如权利要求9所述的半导体性单壁碳纳米管在制备单壁碳纳米管的场效应晶体管的应用。