[发明专利]高密度碳纳米管束的制备工艺

摘要

本发明公开了一种用于高密度碳纳米管束制备的工艺。通过碳纳米管的定向生长工艺和浸润液体的纸质材料使低密度的碳纳米管致密为高密度阵列。其工艺方法是：首先通过光刻和剥离工艺制成要求的细微尺度的图案，其间通过蒸镀方法得到的催化剂薄膜就附着在图案的表面。其次将带有催化剂薄膜的硅片置于碳纳米管生长机器的加热炉中，在高温化学气相沉淀模式下生长得到所要求的碳纳米管。最后通过碳纳米管与浸润挥发性液体的纸质表面接触形成致密的碳纳米管束。本发明相比现有的碳纳米管致密技术具有显著的低成本优势，适用于工业大规模生产。

主权项

一种高密度碳纳米管束的制备工艺，其特征在于该工艺具有以下步骤：1）在硅片上旋涂一层剥离胶，加热这层剥离胶以后，在其上再旋涂一层标准的正光刻胶，经过紫外线曝光10秒、MF319显影50秒之后，剥离胶形成底切结构，蒸镀催化剂工艺后，硅片置于光刻胶去除剂中，剥离去剥离胶、光刻胶和附着在光刻胶上的催化剂薄膜，在硅片上形成和光刻掩模同样图案的催化剂图案，催化剂薄膜由5nm厚的Al2O3和1nm厚的Fe组成；2）将载有催化剂薄膜图案的芯片置入石英管中，将石英管抽真空后再在常压下通以900 cm3/min的氩气和100 cm3/min的氢气；加热整个化学气相沉积系统至725℃，稳定15分钟后，将氩气和氢气流都调整至500 cm3/min，再加以30 cm3/min的乙炔作为合成碳纳米管的原料气体；15分钟后，切断乙炔供应，并停止加热；再将氩气和氢气流分别调整为900 cm3/min和100 cm3/min，保持这样的气流供应直至系统冷却至200℃，从而得到按照设计图案定向生长的碳纳米管阵列样品；3）将得到的碳纳米管阵列样品倒置于纸上，碳纳米管与纸面接触，随后在纸上喷洒异丙醇液体，等待异丙醇液体挥发消失；4）最后将碳纳米管阵列样品与纸分离。