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-展示頁
2025-07-03 21:38本頁面
【正文】 其中，雙線以上的樣品（標(biāo)號(hào)為1）的制作采用的是實(shí)驗(yàn)室的舊硅片，有一些為本征硅，導(dǎo)電性能較差，所以在掃描電鏡下無法成清晰的像。并且每種溶劑都嘗試了不同的碳管濃度及超聲時(shí)間。將處理后碳管溶液滴到硅片上制成樣品，然后用掃描電鏡（SEM）觀察分離效果。㈠、分離方法我們采用的是將碳管粉末溶于溶劑之中再長時(shí)間超聲的方法，從而達(dá)到將其分離的目的。圖3 晶化程度相當(dāng)高的SWCNTs管束利用單根的碳管可以構(gòu)造納電子器件的基本元件——碳納米管場效應(yīng)管（CNT FET）。三、單壁碳納米管的分離制備的產(chǎn)品中的SWCNTs通常都不是一根根分立的，而是以管束(bundle)的形式存在的，即幾根甚至幾百根的單壁碳納米管沿著相同的軸方向平行的結(jié)合在一起，形成直徑約幾納米到幾十納米的單壁碳納米管束。在空氣流下氧化是最為簡便的常用方法。在氧化劑存在的情況下，有較多懸掛鍵的五元環(huán)和七元環(huán)優(yōu)先被氧化，而無懸掛鍵的六元環(huán)需要較長時(shí)間才能被氧化，CNTs的封口被破壞后，由六元環(huán)組成的管壁被氧化的速度十分緩慢，而碳納米顆粒則被一層一層氧化。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。所以通常是用過量的酸去與制備所得CNTs初產(chǎn)物充分反應(yīng)，然后經(jīng)過過濾、干燥等步驟，去除催化劑。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。二、碳納米管的提純由于CNTs的制備過程中，通常都會(huì)同時(shí)生成Fullerenes、石墨微粒、無定形碳和其它形式的碳納米顆粒。電弧法由于設(shè)備較簡單，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于CNTs。比如用氦氣取代氬氣作為緩沖氣體，并將氣體壓力提高到 10 2MPa。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。關(guān)鍵的制備工藝參數(shù)有:電弧電流和電壓、緩沖氣體種類與氣壓、電極的冷卻速度等。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。㈡、單壁碳納米管的制備目前常用于制備單壁碳納米管的只有電弧放電法、化學(xué)氣相沉積法、激光蒸發(fā)法這三種。其長度一般在微米量級(jí)，最長者可達(dá)數(shù)毫米。單壁碳納米管的長度則可達(dá)幾百納米到幾十微米。直徑達(dá)6nm的SWCNTs也已有報(bào)道[3]。只有一層石墨片層的稱為單壁碳納米管(Single walled carbon nanotube，SWNT or SWCNT)，含有一層以上石墨片層的則稱為多壁碳納米管( Multiwalled carbon nanotube，MWNT or MWCNT)。樣品純度對(duì)分離的效果有直接的影響。選用了不同的溶劑、濃度配比和超聲時(shí)間。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 Nano
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