【技术实现步骤摘要】
一种高密度取向碳纳米管薄膜及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种高密度取向碳纳米管薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]随着纳米技术的发展，纳米材料已成为多学科交叉研究的基础。在各种纳米材料中，碳纳米管因其独特的结构和优异的性能吸引了无数研究者广泛的专注。然而目前通过滴涂、提拉、旋涂或打印等工艺制备的碳纳米管薄膜或阵列(例如专利CN1872673A、CN110589804A与CN104576394A)大多呈网络结构，管与管间交叉接触会对载流子输运产生散射作用，从而影响碳纳米管电子器件的性能。而取向排列的碳纳米管可以减少管间的接触电阻，更有效的发挥其高比表面积、大长径比等优异性能。因此，高密度取向排列的碳纳米管薄膜被认为是构建高速、低功耗的碳基集成电路的理想材料。虽然碳纳米管的取向排列近年来取得了一定的研究进展，但高密度取向碳纳米管器件的制备依然极具挑战性。如：化学气相沉积(CVD)技术虽然是目前比较成熟的控制碳纳米管取向生长的技术，但这种方法需要在高温下进行，制备过程不仅复...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高密度取向碳纳米管薄膜的制备方法，其特征在于包括：在基底表面形成图案化的粘附层，通过空间限域技术使碳纳米管选择性结合在粘附层上，从而形成高密度取向碳纳米管薄膜；用于形成所述粘附层的粘附材料包括二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化锆、离子液体交联聚(4
‑
乙烯基苯酚)中的任意一种或两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：在基底表面设置具有微结构的模板，并利用所述微结构在所述模板与基底表面之间形成模腔，所述模腔具有与所述粘附层对应的图案化结构；使所述粘附材料进入所述模腔并与基底表面结合，从而形成所述粘附层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述模腔具有毛细结构；和/或，所述微结构包括取向排布的微米级条纹和/或纳米级条纹；优选的，所述微米级条纹和/或纳米级条纹的宽度为50nm～2μm；和/或，所述模板的材质包括聚二甲基硅氧烷和/或聚氨酯丙烯酸酯；和/或，所述基底包括刚性基底和/或柔性基底；优选的，所述刚性基底的材质包括硅片、玻璃或石英；优选的，所述柔性基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或纸。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：将模板具有微结构的一侧表面与基底表面贴合，以在所述模板与基底表面之间形成所述模腔；将所述模板和基底相对于水平面倾斜2～10
°
；在所述基底表面施加包含粘附材料的流体，使所述流体在所述模腔提供的毛细力和流体自身重力作用下进入所述模腔，进而使其中的粘附材料与基底表面结合，从而形成所述粘附层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述包含粘附材料的流体中粘附材料的浓度为5～15wt％；和/或，所述包含粘附材料的流体中的溶剂包括水、乙醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的任意一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：预先对基底表面进行氧等离子体处理，之后在所述基底表面形成所述粘附层；优选的，所述氧等离子体处理的流量为8～15sccm，功率为50～100W，时间为2～5min。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括：在形成所述粘附层之后，移除所述模板，并将所述粘附层于真空条件下在50～100℃加热固化30～60min。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：至少采用提拉法、浸泡法或打印法使分散在流体中的碳纳米管选择性沉积在粘附层上，所述流体包括碳纳米管分散液。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于包括：在碳纳米管分散液与所述粘附层接触时，两者之间至少形成毛...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓倩，赵建文，王欣，邵霜霜，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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