[发明专利]单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法与应用。该方法如下步骤：向单晶生长基底中进行离子注入后退火，在化学气相沉积系统中通入氢气进行还原反应，并保持氢气的继续通入进行阵列的生长，生长完毕即在所述单晶生长基底上得到所述单壁碳纳米管水平阵列。该方法具有简单高效，与现有微纳工艺兼容，易于实现大面积均匀可控，适合规模化生产的优点。并且，通过调控离子注入的能量和剂量，选择合适的催化剂和基底，有望实现单壁碳纳米管水平阵列的可控制备和大规模生产，因此本方法在纳电子器件等领域具有极其广阔的应用前景。

主权项

一种制备单壁碳纳米管水平阵列的方法，包括如下步骤：向单晶生长基底中进行离子注入后退火，在化学气相沉积系统中通入氢气进行还原反应，并保持氢气的继续通入进行阵列的生长，生长完毕即在所述单晶生长基底上得到所述单壁碳纳米管水平阵列；构成所述单晶生长基底的材料为a面α氧化铝或r面α氧化铝；所述离子选自下述元素中的至少一种：Fe、Co、Ni、Cu、Au、Mo、Zn、W、Ru、Cr、Rh、V、Ti、Al、Mg和Pd、B、P和As；所述离子注入步骤中，注入能量为15KeV～200KeV，注入剂量为1×10¹⁴～1×10¹⁸ions/cm²；真空度为1×10^‑3‑1×10^‑7Pa；所述方法还包括如下步骤：在所述离子注入步骤之前，将所述单晶生长基底进行预处理；所述预处理包括如下步骤：将所述单晶生长基底依次在超纯水、丙酮、乙醇和超纯水中各超声清洗10min，再用氮气吹干后，置于马弗炉中，在2h内由室温升至1100℃恒温8h，再在10h内降温至300℃，再自然降温至室温。