[发明专利]碳纳米管/硅巢状阵列的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管/硅巢状阵列的制备方法，包括以下步骤：将电阻率小于3.0Ω·cm的P型单晶硅片置入高压釜，填充由浓度介于8.00～22.00mol/l的氢氟酸和0.01～0.50mol/l的硝酸铁溶液，在温度50～200℃下腐蚀10分钟～36小时，制备出衬底材料硅纳米孔柱阵列(Si－NPA)；将衬底材料硅纳米孔柱阵列置入管式炉内，在保护气体气氛下升温至500～1200℃，随载气送入溶有金属有机盐的碳源溶液，原位1～60分钟生长碳纳米管，气体保护下将炉子降至室温即得到具有场发射和湿度敏感性能的碳纳米管/硅巢状阵列。开启场强为0.56V/μm，增强因子达25000，外加场强为3.1V/μm时电流密度可达6.8mA/cm²；测试频率为100Hz时，器件响应达2600％，响应时间为20s，恢复时间为10s，本发明工艺简单，重复率高。

主权项

1.一种碳纳米管/硅巢状阵列的制备方法，包括以下步骤：将电阻率小于3.0Ω·cm的P型单晶硅片置入高压釜，填充由浓度介于8.00～22.00mol/l的氢氟酸(HF)和0.01～0.50mol/l的硝酸铁(Fe(NO3)3)溶液组成的腐蚀液，高压釜的溶液体积填充度为40～95％，在温度50～200℃下腐蚀10分钟～36小时，制备出衬底材料硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)；其特征在于：将衬底材料硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)置入管式炉内，在保护气体气氛下升温至500～1200℃，随载气送入溶有金属有机盐的碳源溶液，原位1～60分钟生长碳纳米管，反应结束后气体保护下将炉子降至室温即得到具有场发射和湿度敏感性能的碳纳米管/硅巢状阵列。