[发明专利]一种在硅基底上直接生长定向准直碳纳米管阵列的方法

摘要

本发明公开了属于纳米材料制备技术领域的一种在硅基底上直接生长定向准直碳纳米管阵列的方法。所用方法为化学气相沉积法，原料为二茂铁和二甲苯。制备时，首先将洁净的硅基底置于石英真空管式炉中，使炉管内气压达到40Pa以下，并使炉温升至碳纳米管沉积所需温度。随后将一定浓度范围内的二茂铁/二甲苯溶液注入炉管中，此过程中须控制溶液注入速度，同时调节真空蝶阀以使炉内气压稳定在某一范围内。反应完成后使系统开始降温，同时保持系统抽真空状态直至系统降至一定温度以下。此方法可在硅基底上得到定向准直生长的碳纳米管阵列，在制造纳米电子器件和场发射器等方面具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种在硅基底上直接生长的定向准直碳纳米管阵列的方法，其特征在于：在石英真空管式炉中，以二茂铁(Fe(C5H5)2)和二甲苯(C8H10)为反应物，采用化学气相沉积法在晶向为(001)或者(111)的硅基底上直接生长的定向准直碳纳米管阵列；具体制备包括以下步骤：(1)将(001)或(111)晶向的硅基底用丙酮、酒精、去离子水逐一超声清洗并晾干后，置于石英舟中，推入石英真空管式炉中央等温区内；(2)开启机械泵，使系统气压达到40Pa以下，按下升温按钮，目标温度为700～800℃；(3)当炉温达到步骤(2)中的目标温度后，用注射器抽取浓度为0.07～0.1g/ml的Fe(C5H5)2/C8H10溶液，然后将注射器插入进气管中；(4)将真空蝶阀闭合90％，打开封闭进气管的密封夹，以2～5ml/min的速度推动注射器，将溶液送入炉管内；(5)控制真空蝶阀的闭合程度，确保在整个反应过程中，炉内气压在0.9～1.5个大气压之间；(6)当溶液全部注入炉管中后，将进气管重新用密封夹密封，取下注射器；(7)开启真空蝶阀，系统气压重新降至40Pa左右；按下降温按钮，系统开始降温；(8)当炉管内温度降至400℃以下，可以关闭机械泵以停止抽真空，当炉管内温度降至80℃以下，可以取出石英舟，取下样品并加以保存。