用于超长碳纳米管生长的高效复合催化剂薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于超长碳纳米管生长的高效复合催化剂薄膜的制备方法，先将硅衬底清洗后，并吹干，放入反应磁控溅射装置的反应室中，沉积前反应室背底绝对压力低于５×１０－３Ｐａ；采用Ｆｅ和Ｍｇ靶材作为溅射靶，或采用Ｆｅ和Ａｌ靶材作为溅射靶，以Ａｒ气和Ｏ２气作为溅射气体，Ａｒ气和Ｏ２气的流量比控制在１～１０之间，待硅衬底温度加热至２００～７００℃后，溅射气体引入反应室至沉积室，整体压强达到１～１０Ｐａ后，开始溅射成膜，溅射功率控制在４０～１００Ｗ之间，靶材与衬底的垂直间距为５０～１００ｍｍ，控制沉积膜厚度在１～５ｎｍ；沉积完成后，随炉冷却至室温，切断气体源，取出成品，从而获得Ｍｇ－Ｆｅ－Ｏ或Ａｌ－Ｆｅ－Ｏ催化剂薄膜。可大面积制备高效催化剂薄膜，效率高、成本低，适用于碳纳米管阵列的批量制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备用于超长碳纳米管快速生长的高效复合催化剂薄膜的方法，属于碳纳米管制备

技术介绍
碳纳米管(CNTs)自1991年被发现以来，由于具有优异的物理与化学性能而受到 了人们的广泛关注。CNTs的制备方法有电弧放电、激光融蚀法、化学气相沉积法(CVD)等， 化学气相沉积法(CVD)成本低廉、易于大面积成膜，因此被广泛应用。采用CVD方法可以 获得不同种类的CNTs材料，从粉体到薄膜，从单根管到管阵列，从水平排列到垂直生长等。 CNTs材料CVD制备的关键技术之一是纳米催化剂的可控制备，其中，催化剂的成分、尺寸与 活性，将对原位生长CNTs的结构与形貌起到决定性的作用。 为了获得垂直生长的CNTs阵列，需要在衬底材料上预先生长一层Fe、 Co或Ni等 一些催化剂薄膜，采用物理沉积法或化学沉积法进行制备。但是，在薄膜催化剂随炉升温转 变为催化剂颗粒或团簇的过程中，催化剂的活性会降低，导致较低的CNTs生长速率和短的 CNTs阵列。最近，Hata小组报道了一种快速生长CNTs的方法，采用在硅衬底上+A1203过渡 层+Fe催化剂膜的方法，制备了 2. 5mm长的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于超长碳纳米管生长的高效复合催化剂薄膜的制备方法，其特征在于：先将硅衬底清洗后，并吹干，放入反应磁控溅射装置的反应室中，沉积前反应室背底绝对压力低于５×１０↑［－３］Ｐａ；采用金属Ｆｅ和Ｍｇ靶材作为溅射靶，或采用金属Ｆｅ和Ａｌ靶材作为溅射靶，以Ａｒ气和Ｏ↓［２］气作为溅射气体，Ａｒ气和Ｏ↓［２］气的流量比控制在１～１０之间，待硅衬底温度加热至２００～７００℃后，溅射气体引入反应室至沉积室，整体压强达到１～１０Ｐａ后，开始溅射成膜，溅射功率控制在４０～１００Ｗ之间，靶材与衬底的垂直间距为５０～１００ｍｍ，控制沉积膜厚度在１～５ｎｍ；沉积完成后，随炉冷却至室温，切断气体源，取出成品，从而获得Ｍｇ...

【技术特征摘要】
用于超长碳纳米管生长的高效复合催化剂薄膜的制备方法，其特征在于先将硅衬底清洗后，并吹干，放入反应磁控溅射装置的反应室中，沉积前反应室背底绝对压力低于5×10-3Pa；采用金属Fe和Mg靶材作为溅射靶，或采用金属Fe和Al靶材作为溅射靶，以Ar气和O2气作为溅射气体，Ar气和O2气的流量比控制在1～10之间，待硅衬底温度加热至200～700℃后，溅射气体引入反应室至沉积室，整体压强达到1～10Pa后，开始溅射成膜，溅射功率控制在40～100W之间，靶材与衬底的垂直间距为50～100mm，控制沉积膜厚度在1～5nm；沉积完成后，随炉冷却至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清文，陈同来，杨晓杰，勇振中，
申请(专利权)人：苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]