含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结及其制备方法和应用，其技术方案包括有相互交叠的至少两根碳纳米管，碳纳米管交叠处所吸附的金属盐，并通过还原的方法将金属盐还原成液态单质金属从而将该碳纳米管交叠处进行焊接并形成欧姆连接，该液态单质金属在焊接连接后形成金属纳米粒子。根据上述步骤生长出的结发现其具有非线性输运特性。本发明专利技术提出了一种全新的方法制备单壁碳纳米管分子内结，解决了其控制制备的局限性问题，在纳电子器件等领域具有极其广阔的应用前景。

Intramolecular junctions of single-walled carbon nanotubes with metal nanoparticles and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结及其制备方法和应用
本专利技术属于微纳米材料制备
，具体是指涉及含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结及其制备方法和应用。
技术介绍
单壁碳纳米管具有完美的共轭结构和优异的物理性能，自从发现以来一直是纳米科学领域中研究的热点，也被认为是后摩尔时代纳电子器件材料中最具潜力的竞争者之一，用以打破当前硅基技术的尺寸限制。目前，对碳纳米管的潜在应用正在进行广泛研究，包括纳电子器件、能源转换、复合材料、催化剂载体以及传感器等等。对于全碳纳米管基器件，单壁碳纳米管分子内结是必需的组件。单壁碳纳米管分子内结可以在不同的单壁碳纳米管之间提供可靠的连接，从而为基于碳纳米管的集成电路构建稳定的结构，而且还可以用作电路中的功能构建块，例如整流器、场效应晶体管、透明导电薄膜、开关、光电器件等等。另外，单壁碳纳米管分子内结通常表现出原始单壁碳纳米管所不具有的新特性，在很大程度上扩展了单壁碳纳米管的应用。目前对于碳纳米管分子内结控制制备方面的研究已有很多工作，但无论通过物理或化学等方法制备出的碳纳米管分子内结大都不是完美的，会存在大量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结，其特征在于：包括有相互交叠的至少两根碳纳米管，碳纳米管交叠处所吸附的金属盐，并通过还原的方法将金属盐还原成液态单质金属从而将该碳纳米管交叠处进行焊接并形成电连接，该液态单质金属在焊接连接后形成金属纳米粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结，其特征在于：包括有相互交叠的至少两根碳纳米管，碳纳米管交叠处所吸附的金属盐，并通过还原的方法将金属盐还原成液态单质金属从而将该碳纳米管交叠处进行焊接并形成电连接，该液态单质金属在焊接连接后形成金属纳米粒子。


2.一种含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在基底上负载化学气相沉积反应催化剂，通过气流定向生长模式在基底表面上生长单壁碳纳米管；
(2)将步骤(1)的基底继续利用气流定向生长模式生长与步骤(1)生长的单壁碳纳米管相互交叠的另一根单壁碳纳米管；
(3)将步骤(2)中的基底浸泡于Fe(OH)3/乙醇溶液中，使得生长在基底上的两根单壁碳纳米管吸附Fe(OH)3；
(4)将步骤(3)中的基底置于CVD体系中，在还原气氛下，低温还原成液态单质金属，并在碳纳米管交叠处进行焊接高温快速焊接，形成欧姆连接，该液态单质金属在焊接连接后形成金属纳米粒子。


3.根据权利要求2所述的含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结的制备方法，其特征在于，步骤(1)的基底包括SiO2/Si基底、st-cut石英、r-cut石英、a面α氧化铝、r面α氧化铝或氧化镁。


4.根据权利要求2所述的含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，在生长单壁碳纳米管之前，将所述基底进行预处理，其预处理的方法是将基底在超纯水、丙酮、乙醇和超纯水中各超声清洗10min，氮气吹干后，用氧等离子体清洗系统清洗5-10min。


5.根据权利要求2所述的含金属纳米粒子单壁碳纳米管分子内结的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡悦，王赢，钱金杰，黄少铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33