金属型碳纳米管的获取方法技术

一种金属型碳纳米管的获取方法，包括：提供一包括镂空部分和非镂空部分的绝缘基底，在该非镂空部分设置多个电极，且该多个电极被镂空部分间隔开；在设置有电极的绝缘基底上生长多个碳纳米管，该多个碳纳米管平行间隔设置于所述绝缘基底的表面并与电极直接接触，位于所述镂空部分的碳纳米管悬空设置；将所述绝缘基底、电极以及碳纳米管形成的整体结构放置到一腔体内，并对该腔体抽真空；在任意两个电极之间施加电压，并采用一相机对两个电极之间悬空设置的碳纳米管进行拍照；观察碳纳米管的照片，亮度较暗的为半导体型碳纳米管，亮度较亮的为金属型碳纳米管；去除所述半导体型碳纳米管，获取到金属型碳纳米管。获取到金属型碳纳米管。获取到金属型碳纳米管。

【技术实现步骤摘要】
金属型碳纳米管的获取方法


[0001]本专利技术涉及一种金属型碳纳米管的获取方法。

技术介绍

[0002]单壁碳纳米管是一种非常具有研究潜能的纳米材料。基于其纳米级的尺寸以及特殊的结构，单壁碳纳米管具有良好的电学性能、光电性能以及半导体性能。单壁碳纳米管可以分为金属型和半导体型两种类型。传统的获取金属型碳纳米管的方法通常采用拉曼光谱法或者电学测量的方法分辨出金属型碳纳米管之后进行获取。但是上述方法由于操作复杂导致效率较低。扫描电镜因其具有较高的辨别效率，被越来越多的人用来分辨金属型碳纳米管。现有的采用扫描电子显微镜辨认金属型碳纳米管的方法中，一般将碳纳米管放置在一硅衬底上，在常压下施加外部电压，并采用扫描电子显微镜观察，通过扫描电子显微镜照片中碳纳米管的亮度不同来分辨和获取金属型碳纳米管。
[0003]然而，现有金属型碳纳米管的辨认和获取方法中碳纳米管直接与硅基底接触，硅衬底会吸收大量的热量，因此需要施加很大的外部电压才能辨认出金属型碳纳米管，浪费资源；而且现有金属型碳纳米管需要扫描子显微镜进行观察，成本较高；另外，在常压下加电压碳纳米管非常容易氧化，很难获取纯净的金属型碳纳米管。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，确有必要提供一种金属型碳纳米管的辨认方法和获取方法，该金属型碳纳米管的辨认方法和获取方法可以克服以上缺点。
[0005]一种金属型碳纳米管的获取方法，其包括以下步骤：
[0006]步骤S1，提供一绝缘基底，该绝缘基底包括镂空部分和非镂空部分交替分布，在该绝缘基底的表面设置多个电极，该多个电极位于非镂空部分的上方且该多个电极被镂空部分间隔开；
[0007]步骤S2，在绝缘基底上生长多个碳纳米管，该多个碳纳米管平行间隔设置于所述绝缘基底的表面并与所述多个电极直接接触，该多个碳纳米管横跨多个镂空部分，位于所述绝缘基底的镂空部分的碳纳米管悬空设置；
[0008]步骤S3，将所述绝缘基底、电极以及碳纳米管形成的整体结构放置到一腔体内，并对该腔体抽真空；
[0009]步骤S4，在任意两个电极之间施加电压，并采用一相机对两个电极之间悬空设置的碳纳米管进行拍照获得碳纳米管照片，其中，碳纳米管照片中亮度较暗的为半导体型碳纳米管，亮度较亮的为金属型碳纳米管；以及
[0010]步骤S5：去除所述半导体型碳纳米管，得到所述金属型碳纳米管。
[0011]一种金属型碳纳米管的辨认方法，包括以下步骤：
[0012]步骤S
′
1，提供一绝缘基底，该绝缘基底包括镂空部分和非镂空部分交替分布，在该绝缘基底的表面设置多个电极，该多个电极位于非镂空部分的上方且该多个电极被镂空
部分间隔开；
[0013]步骤S
′
2，在绝缘基底上生长多个碳纳米管，该多个碳纳米管平行间隔设置于所述绝缘基底的表面并与所述多个电极直接接触，该多个碳纳米管横跨多个镂空部分，位于所述绝缘基底的镂空部分的碳纳米管悬空设置；步骤S
′
3，将所述绝缘基底、电极以及碳纳米管形成的整体结构放置到一腔体内，并对该腔体抽真空；以及
[0014]步骤S
′
4，在任意两个电极之间施加电压，并采用一相机对两个电极之间悬空设置的碳纳米管进行拍照获得碳纳米管照片，其中，碳纳米管照片中亮度较暗的为半导体型碳纳米管，亮度较亮的为金属型碳纳米管。
[0015]相较于现有技术，本专利技术所提供的金属型碳纳米管的获取方法和辨认方法在真空中进行，而且由于碳纳米管悬空设置，碳纳米管聚集的热量不会被衬底吸收，因此，施加一个很小的外部电压就可以分辨出金属型碳纳米管。由于该获取方法和辨认方法在真空中进行，碳纳米管不容易氧化，可以获取比较纯净的金属型碳纳米管。另外，本专利技术采用一普通相机就可以分辨出金属型碳纳米管，相对于扫描电子显微镜成本较低。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的金属型碳纳米管的获取方法的流程图。
[0017]图2为本专利技术实施例提供的绝缘基底的部分横截面的示意图。
[0018]图3为本专利技术实施例提供的绝缘基底的俯视图。
[0019]图4为本专利技术实施例提供的绝缘基底以及电极形成的整体结构的示意图。
[0020]图5为采用放风筝法在绝缘基底的表面生长碳纳米管之后的示意图。
[0021]图6为在两个相邻的钼电极之间施加电压后，两个钼电极之间悬空设置的碳纳米管的照片。
[0022]主要元件符号说明
[0023]无
[0024]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0025]以下将结合附图对本专利技术提供的金属型碳纳米管的获取方法进一步的详细说明。
[0026]请参阅图1，本专利技术实施例提供一种金属型碳纳米管的获取方法，其包括以下步骤：
[0027]步骤S1，提供一绝缘基底，该绝缘基底包括镂空部分和非镂空部分交替分布，在该绝缘基底的表面设置多个电极，该多个电极位于非镂空部分的上方且该多个电极被镂空部分间隔开；
[0028]步骤S2，在绝缘基底上生长多个碳纳米管，该多个碳纳米管平行间隔设置于所述绝缘基底的表面并与所述多个电极直接接触，该多个碳纳米管横跨多个镂空部分，位于所述绝缘基底的镂空部分的碳纳米管悬空设置；
[0029]步骤S3，将所述绝缘基底、电极以及碳纳米管形成的整体结构放置到一腔体内，并对该腔体抽真空；
[0030]步骤S4，在任意两个电极之间施加电压，并采用一相机对两个电极之间悬空设置
的碳纳米管进行拍照获得碳纳米管照片，其中，碳纳米管照片中亮度较暗的为半导体型碳纳米管，亮度较亮的为金属型碳纳米管；以及
[0031]步骤S5：去除所述半导体型碳纳米管，得到所述金属型碳纳米管。
[0032]在步骤S1中，所述绝缘基底包括一基底主体以及设置在基底主体上的绝缘层。该基底主体的材料可以为导电材料、绝缘材料或半导体材料。例如，所述基底主体可以为金属基底、导电有机物基底或硅基底。所述绝缘层的材料可以为氧化物或者高分子材料。本实施例中，所述基底主体为硅基底，硅基底的表面设置有二氧化硅绝缘层。所述基底主体的厚度范围优选300微米-700微米。所述绝缘层的厚度优选为50纳米-200纳米。请参阅图2，本实施例中，所述硅基底的厚度为500微米，所述二氧化硅层设置在所述硅基底的两个相对的表面，所述二氧化硅层的厚度为100纳米，所述Si3N4层间隔设置在所述二氧化硅层的两个相对的表面，所述Si3N4层的厚度为100纳米。可以理解，所述绝缘层并不限定于本实施例中的设置在所述基底主体的两个相对表面，也可以仅设置在基底主体的一个表面。所述掩模层不是所述绝缘基底的必要元件，可以去除。
[0033]图3为所述绝缘基底的俯视图。该绝缘基底的具体制备方法包括：提供一基底主体，在该基底主体的表面设置一绝缘层；在所述绝缘层的表面间隔设置掩模层；以及将上述表面设置有绝缘层和掩模层的基底主体浸泡在一刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属型碳纳米管的获取方法，包括以下步骤：步骤S1，提供一绝缘基底，该绝缘基底包括镂空部分和非镂空部分交替分布，在该绝缘基底的表面设置多个电极，该多个电极位于非镂空部分的上方且该多个电极被镂空部分间隔开；步骤S2，在绝缘基底上生长多个碳纳米管，该多个碳纳米管平行间隔设置于所述绝缘基底的表面并与所述多个电极直接接触，该多个碳纳米管横跨多个镂空部分，位于所述绝缘基底的镂空部分的碳纳米管悬空设置；步骤S3，将所述绝缘基底、电极以及碳纳米管形成的整体结构放置到一腔体内，并对该腔体抽真空；步骤S4，在任意两个电极之间施加电压，并采用一相机对两个电极之间悬空设置的碳纳米管进行拍照获得碳纳米管照片，其中，碳纳米管照片中亮度较暗的为半导体型碳纳米管，亮度较亮的为金属型碳纳米管；以及步骤S5：去除所述半导体型碳纳米管，得到所述金属型碳纳米管。2.如权利要求1所述的金属型碳纳米管的获取方法，其特征在于，步骤S2中，采用放风筝法在绝缘基底上生长多个碳纳米管，该放风筝法包括：提供一生长装置，且该生长装置包括一反应室以及间隔设置于该反应室内的一旋转平台与一固定平台，反应室包括一进气口与一出气口，且所述固定平台设置于靠近进气口一边，所述旋转平台设置于靠近出气口一边；提供一生长基底以及所述设置有电极的绝缘基底作为接收基底，并在该生长基底表面沉积一单分散性催化剂层；将所述生长基底放置于该固定平台上，将所述绝缘基底放置于该旋转平台上；通入碳源气，沿着气流的方向生长超长碳纳米管；停止通入碳源气，超长碳纳米管平行且间隔的形成在绝缘基底表面；更换生长基底，并多次重复上述生长超长碳纳米管的步骤，在绝缘基底上形成多个平行且间隔设置的碳纳米管。3.如权利要求1所述的金属型碳纳米管的获取方法，其特征在于，所述绝缘基底的制备方法包括：提供一基底主体，在该基底主体的表面设置一绝缘层；在所述绝缘层的表面间隔设置掩模层；以及将上述表面设置有绝缘层和掩模层的基底主体浸泡在一刻蚀溶液中，其中，表面没有覆盖掩模层的基底主体以及绝缘层被刻蚀掉，得到所述镂空部分，表面覆盖有掩模层的基底主体以及绝缘层为非镂空部分。4.如权利要求3所述的金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，魏源岐，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：