[发明专利]一种碳基电子器件用碳纳米管材料、制备方法及用途

摘要

本发明提供了一种用于制备碳基电子器件用碳纳米管材料、制备方法及应用。本发明中，通过光谱表征、分拣、富集、平行排列以及收缩的方法，从而能够制备得到具有单一手性和/或纯半导体性、高密度的碳纳米管。本发明具有制备方法简单易行，不需要复杂和昂贵的仪器设备；所制备的碳纳米管材料单一手性或纯半导体性、高密度，突破了以往超高纯度碳纳米管阵列难以制备的技术难题，满足新一代碳基电子器件的应用需求；可直接在晶片级尺寸基底表面进行组装和操纵，能够实现工业自动化和大规模集成，具备商业化运用的广阔前景。

主权项

1.一种碳基电子器件用碳纳米管材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)在外场辅助条件下，通过化学气相沉积制备单根超长碳纳米管，并得到由单根超长碳纳米管生长过程中原位缠绕形成的碳纳米管线团；(2)采用光谱检测表征辨别性质不同的碳纳米管线团，并分拣、富集；(3)将富集的纳米管线团组装排列，并形成平行阵列；所述组装排列是通过边缘场介电泳、Langmuir‑Schaefer法、磁场组装或静电诱导进行的排列组装，并形成平行阵列；(4)将排布成平行阵列的纳米管收缩，即得到碳纳米管材料；所述收缩为表面活性剂溶剂化收缩，气凝胶或柔性基底拉伸收缩或者有机物相转移收缩；其中，所述表面活性剂为丙酮、乙醇、水或者乙二醇中的一种或几种的表面活性剂；其中，所述柔性基底为二甲基硅氧烷或者纤维素膜；其中，所述有机物为萘、蒽、对硝基苯甲酸或者石蜡油中的一种或几种的混合有机物；碳纳米管材料为多段相互平行排列且各段依次连接的碳纳米管结构；其中，所述碳纳米管材料的管壁数为一层或多层，且每层管壁沿长度方向手性一致；其中，所述碳纳米管材料的直径为0.7～5nm，密度为30～500CNTs/μm，碳纳米管材料的半导体纯度为99.9999％；其中每段碳纳米管的长度为1～1×106nm。