單壁碳納米管的制備、提純、分離及其在納電子器件中的應(yīng)用-wenkub.com
2025-06-21 21:38 本頁面
【正文】 感謝化學(xué)學(xué)院李歡軍博士提供的單壁碳納米管樣品。其結(jié)構(gòu)為在基底為Si片的SiO層上鍍Pt電極，放置CNT構(gòu)成三極管（圖10）[8]。構(gòu)成電路的最基本元件是具有電信號(hào)放大能力的三極管。按此規(guī)則到2011年，微電子的元件尺寸將達(dá)到其物理極限。說明了異丙醇的溶解效果比乙醇更好。還須提高制備工藝，增加提純度。將溶劑放置一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生絮狀沉淀。偶爾有一些大塊的顆粒，在大分辨率下發(fā)現(xiàn)是大團(tuán)的碳管管束纏繞形成的。從超聲后溶液的外觀上看來，丙酮和四氯化碳不是很好的選擇。具體的過程及結(jié)果如下。分離的效果主要取決于溶劑的種類和超聲的時(shí)間。這些構(gòu)成管束的SWCNTs的直徑可以相當(dāng)?shù)木?，而且以密堆的形式排列，使得bundle本身可能出現(xiàn)一定程度的晶化[5]?？晒┻x擇的氧化劑很多，如空氣或氧氣流、高錳酸鉀、硝酸等等。㈡、石墨微粒、無定形碳和其它形式的碳納米顆粒的去除去除各種碳納米顆粒的方法是采用合適的氧化劑將附著在管壁四周的碳納米顆粒氧化除掉，從而只剩下CNTs。這些雜質(zhì)與碳納米管混雜在一起，且化學(xué)性質(zhì)相近，用一般的方法很難進(jìn)行分離，給碳納米管更深入的性質(zhì)表征和應(yīng)用研究都帶來了極大的不便。這一調(diào)整使碳納米管的產(chǎn)量達(dá)到了克量級(jí)，而且其純度也大大提高。電弧電流一般為70200A，過低時(shí)電弧不穩(wěn)定，過高時(shí)則會(huì)使無定形碳、石墨微粒等雜質(zhì)增多，給其后的純化處理帶來困難。電弧法的主要原理是在充有一定壓力的惰性氣體的真空反應(yīng)室中，采用面積較大的石墨棒(直徑為20mm)作陰極，面積較小的石墨棒 (直徑為10mm)為陽極。外徑在幾個(gè)納米到幾百納米，[4]。（圖1）圖 1 石墨片層從1層到5層的碳納米管SWCNTs的直徑一般在1－6 nm， nm[1]，[2]。初步嘗試出乙醇和異丙醇為較好的溶劑。單壁碳納米管的制備、提純、分離及其在納電子器件中的應(yīng)用The Preparation, Purification, Dispersion and Application in Nanoscale Electronic Devices of Singlewalled Carbon Nanotubes電子學(xué)系 99級(jí) 趙曉雪摘要本文簡(jiǎn)要介紹了單壁碳納米管的電弧法制備和提純。樣品純度對(duì)分離的效果有直接的影響。直徑達(dá)6nm的SWCNTs也已有報(bào)道[3]。其長(zhǎng)度一般在微米量級(jí)，最長(zhǎng)者可達(dá)數(shù)毫米。在電弧放電過程中，兩石墨電極間通過反饋始終保持約 1mm的小間隙。此外，由于與其它的副產(chǎn)物如無定形碳、石墨微粒等雜質(zhì)燒結(jié)于一體，對(duì)隨后的分離和提純不利，因此常用水冷等方法來降低石墨陰極的溫度，從而制備出結(jié)構(gòu)更完美、更純的碳管。電弧法由于設(shè)備較簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于CNTs。因而一般都需要采取各種物理化學(xué)方法對(duì)制備所得的碳納米管初產(chǎn)品進(jìn)行純化，得到純度更高的CNTs。其機(jī)理是利用氧化劑對(duì)CNTs和碳納米顆粒兩者的氧化速率不一致完成的。在空氣流下氧化是最為簡(jiǎn)便的常用方法
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