[发明专利]利用喷镀贵金属膜控制碳纳米管三维图形化生长的方法

摘要

本发明公开了属于纳米材料制备技术领域的一种利用喷镀贵金属膜控制碳纳米管三维图形化生长的方法。以金或银等贵金属为靶材，在洁净的硅基底上覆盖适当形状和层数的掩膜，在真空镀膜机内，喷镀贵金属膜层，随后将按上述过程处理的硅片置于石英真空管式炉中，利用二茂铁和二甲苯作为反应物，通过化学气相沉积法制备碳纳米管，控制生长时间，可在硅基底上获得三维图形化生长的碳纳米管阵列，该制备方法简单，容易控制，图形化效果好。此方法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

1.一种利用喷镀贵金属膜控制碳纳米管三维图形化生长的方法，其特征在于：该三维图形碳纳米管的生长控制方法是通过对硅基底喷镀贵金属膜来实现的；在真空镀膜机中，采用金或银作为靶材，对晶向为001的硅片进行喷镀，在硅片上方叠加带空隙分布的一层或多层掩膜，以此使金属在硅片表面上投影沉积出具有形状、厚度的图形化分布；喷镀后的硅基片采用化学气相沉积法生长碳纳米管，产物中碳纳米管的分布与金属膜的形状厚度相符合；具体操作包括以下步骤：(1)将001晶向的硅基底用丙酮、酒精、去离子水逐一超声清洗并晾干；(2)选择适当孔隙形状的掩膜，叠加在步骤(1)所述硅基底的上方，将二者共同固定在真空镀膜机的样品台上；(3)采用金或银为靶材，关闭镀膜机腔室抽真空，并开始喷镀，按金或银的喷镀速度和所需金属膜厚计算喷镀时间；(4)更换或增删掩膜，重复步骤(2)和(3)；(5)待喷镀的硅片冷却至室温后取出；(6)将步骤(5)所述的硅基片用酒精轻轻冲洗并晾干；(7)将二茂铁Fe(C5H5)2溶于二甲苯(C8H10)，得到的饱和溶液；(8)将步骤(6)所述的硅片放入石英真空管式炉，抽真空至20Pa以下，并将步骤(7)得到的饱和溶液以10ml/min的速度注入石英真空管式炉内，并加热至700℃至800℃，反应时间1～5min，停止加热和停止注入步骤(7)的饱和溶液；(9)停止加热装置，保持抽真空状态至室温，取出样品。