[发明专利]电子束诱导沉积制备碳纳米管的方法

摘要

电子束诱导沉积制备碳纳米管的方法涉及纳米微复合材料领域。本发明抽出单根半导体纳米线，并通过电子束诱导沉积技术使其表面包裹一层非晶碳层，形成纳米线和非晶碳层的“核壳结构”，再对其加载偏压，电流产生的焦耳热使纳米线熔化并将其驱赶出纳米管，同时焦耳热也使得非晶碳转化成层状多晶，最终得到单根碳纳米管。本发明可以精确控制碳纳米管的长度、直径和壁厚等参数，并可以即时对其形成过程进行原位研究，为碳纳米管的生长机理研究提供充分的数据。由于没有掺杂和催化剂，本发明所获得的碳纳米管纯度极高。本发明也可以推广到制备碳纳米管阵列。

主权项

电子束诱导沉积制备碳纳米管的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将钨针尖和沾有半导体纳米线的银丝分别置于电学测试平台的正负两个电极上，并放入透射电子显微镜中；2)此时电学测试平台中的钨针尖能在x、y、z三个方向进行移动，在另一端的银丝上选择一根纳米线，操控钨针尖与其接触，并利用电子束诱导沉积技术将钨针尖与纳米线进行连接，进而抽出纳米线；3)将银丝换为另一根钨针尖，并利用银胶将其固定在电极上；4)操控可移动的钨针尖使纳米线的另一端与刚置换的钨针尖接触，同样利用电子束诱导沉积技术使其连接，这样，半导体纳米线的两端分别与连接了电极的两根钨针尖相连接，形成闭合回路；5)利用电子束诱导沉积技术在纳米线表面沉积一层均匀的非晶碳层；6)调节加载偏压，电流产生的焦耳热将纳米线熔化，并且在电场的作用下将纳米线物质驱赶到外面，焦耳热也会使得表面的非晶碳层晶化形成层状结构的晶体，整个过程中利用透射电子显微镜实时监控该过程中其结构变化。