一种晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法技术

本发明专利技术涉及单壁碳纳米管的直径和导电属性控制生长领域，具体为一种晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法。该方法筛选MgAl2O4单晶基底，暴露晶面为(100)晶面，通过热处理调控MgAl2O4单晶基底(100)晶面的原子台阶高度；利用晶面的台阶限域作用制备尺寸均匀催化剂纳米颗粒；在此基础上，采用常压化学气相沉积法，利用台阶的限域空间实现单壁碳纳米管的直径和导电属性可控生长。本发明专利技术通过选取基底晶面和调控台阶高度，利用基底原子台阶对单壁碳纳米管形核生长提供限域空间，实现了大直径半导体性单壁碳纳米管的可控制备，为碳纳米管基纳电子器件的研制奠定了材料基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单壁碳纳米管的直径和导电属性控制生长领域，具体为一种晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法，利用单晶基底晶面台阶高度限域制备均匀直径的纳米颗粒，进而可控生长大直径、半导体属性的单壁碳纳米管。

技术介绍

1、半导体性单壁碳纳米管可用作场效应晶体管的沟道材料，有望构建出5nm及以下先进制程的集成电路，被认为是后摩尔时代的最具竞争力的低维纳米材料之一。而半导体性单壁碳纳米管的带隙与直径成反比，大直径的半导体性单壁碳纳米管具有较小的带隙，可构建高开态电流的高性能器件。

2、而单壁碳纳米管在纳电子器件方面的应用，一直受限于直接制备获得的样品中金属性(～1/3)与半导体性(～2/3)单壁碳纳米管共存的问题。金属/半导体性单壁碳纳米管在结构和形成能上的差别很小。因此，控制制备单一导电属性单壁碳纳米管始终非常困难。目前，选择性制备半导体性单壁碳纳米管的代表工作主要有：通过催化剂设计结合原位选择性抑制或刻蚀金属性单壁碳纳米管，来提高半导体性单壁碳纳米管纯度(文献1，lind.w.,yu y.,zhang j.,small,2021,17,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于，该方法筛选MgAl2O4单晶基底，暴露晶面为(1 0 0)晶面，通过热处理调控MgAl2O4单晶基底(1 0 0)晶面的原子台阶高度；利用晶面的台阶限域作用制备尺寸均匀催化剂纳米颗粒；在此基础上，采用常压化学气相沉积法，利用台阶的限域空间实现单壁碳纳米管的直径和导电属性可控生长。

2.按照权利要求1所述的晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于，热处理为在950～1000℃下热处理0.5～3h，获得有序且高度一致的台阶，台阶高度为0.5～2.5nm。

3.按照权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于，该方法筛选mgal2o4单晶基底，暴露晶面为(1 0 0)晶面，通过热处理调控mgal2o4单晶基底(1 0 0)晶面的原子台阶高度；利用晶面的台阶限域作用制备尺寸均匀催化剂纳米颗粒；在此基础上，采用常压化学气相沉积法，利用台阶的限域空间实现单壁碳纳米管的直径和导电属性可控生长。

2.按照权利要求1所述的晶面台阶限域生长大直径半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于，热处理为在950～1000℃下热处理0.5～3h，获得有序且高度一致的台阶，台阶高度为0.5～2.5nm。

3.按照权利要求1所述的晶面台阶限域生...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，李鑫，侯鹏翔，张峰，张莉莉，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：