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公开(公告)号：CN105621387A
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201410594398.6
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种高密度半导体性单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法。该阵列的方法，为方法一或方法二；方法一包括：在单晶生长基底I上加载氧化物纳米粒子的溶液，晾干后在空气气氛中煅烧，化学气相沉积，即在基底I上得到所述阵列；方法二包括：在单晶生长基底II上加载氧化物纳米粒子的溶液，晾干后退火，在空气气氛中煅烧，再化学气相沉积，即在基底II上得到所述阵列。本发明克服了现有制备半导体性单壁碳纳米管水平阵列密度低、强刻蚀、多缺陷等问题。该方法简单易控，成本低廉，重复性好，且无金属催化剂残留，在纳电子器件、生物医药和催化合成等高端领域具有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN105565292B
公开(公告)日：2018-04-06
申请号：CN201410594881.4
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
IPC: C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y30/00
CPC classification number: C30B29/02 , B05D1/005 , B05D1/60 , B05D3/007 , B05D3/0406 , B05D3/0453 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , C01B31/0233 , C01B32/162 , C01B2202/02 , C01B2202/08 , C01B2202/22 , C23C16/0272 , C23C16/26 , C23C16/45512 , C30B25/186 , C30B29/20 , C30B31/04 , H01L51/0002 , H01L51/0048 , H01L51/0541 , H01L51/0558 , H01L51/0566 , Y10S977/75 , Y10S977/843 , Y10S977/938
Abstract: 本发明公开了一种超高密度单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法。该方法，包括如下步骤：在单晶生长基底上加载催化剂，退火后，在化学气相沉积系统中通入氢气进行所述催化剂的还原反应，并保持氢气的通入进行单壁碳纳米管的定向生长即得。该方法制备得到超高密度单壁碳纳米管水平阵列的密度超过130根/微米，这是目前世界上已报道直接生长密度最高的单壁碳纳米管水平阵列。对本发明制备的超高密度单壁碳纳米管水平阵列进行电学性能测试，其开电流密度达到380μA/μm，跨导达到102.5μS/μm，均是目前世界上碳纳米管场效应晶体管中的最高水平。
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公开(公告)号：CN105621388A
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201410594882.9
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法与应用。该方法如下步骤：向单晶生长基底中进行离子注入后退火，在化学气相沉积系统中通入氢气进行还原反应，并保持氢气的继续通入进行阵列的生长，生长完毕即在所述单晶生长基底上得到所述单壁碳纳米管水平阵列。该方法具有简单高效，与现有微纳工艺兼容，易于实现大面积均匀可控，适合规模化生产的优点。并且，通过调控离子注入的能量和剂量，选择合适的催化剂和基底，有望实现单壁碳纳米管水平阵列的可控制备和大规模生产，因此本方法在纳电子器件等领域具有极其广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN108085656B
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201611044393.1
申请日：2016-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种(n，n‑1)型碳纳米管水平阵列及其制备方法。该方法包括如下步骤：将氢氧化铁、氢氧化钴或氢氧化镍转移至基底上；采用氢气对氢氧化铁、氢氧化钴或氢氧化镍进行还原；还原步骤结束后，继续通入氢气并引入碳源气进行生长，即得。本发明制备的半导体型碳纳米管的纯度很高，理论上(n，n‑1)型碳纳米管均为半导体型，因此该方法潜在可以制备超高纯度的半导体型碳纳米管。本发明制备的半导体型碳纳米管的质量极高，器件性能测试表明该方法制备的碳纳米管具有稳定的双极性行为，而双极性是碳纳米管的本征性质。本发明方法中碳纳米管具有极慢的生长速率，该过程有利于碳纳米管缺陷的修复，拉曼光谱和电学性质测量表明获得的结构很完美。
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公开(公告)号：CN108085655A
公开(公告)日：2018-05-29
申请号：CN201611040477.8
申请日：2016-11-22
Applicant: 北京大学
CPC classification number: C23C16/26 , B82Y40/00 , C23C16/0272
Abstract: 本发明公开了一种(2m，m)碳纳米管水平阵列及其制备方法。所述方法包括如下步骤：将铵盐转移至基底上，然后进行退火处理，铵盐为钼酸铵或钨酸按；采用氢气对铵盐进行还原；还原步骤结束后，向反应容器中通入碳源气进行生长，即得。本发明(2m，m)碳纳米管水平阵列，其中的碳纳米管的管径为0.7～1.3nm，长度为100～300μm。本发明采用的催化剂为碳化物，其催化活性较高，较现有的金属催化剂具有更高的活性，这是本发明能够获得密度较高的碳纳米管的关键。本发明采用的催化剂碳化钼的熔点较高，能够保持固体形态，因此能够获得手性选择性极高的碳纳米管。本发明选用单晶基底作为生长基底，由于单晶基底具有二重对称性，因此生长得到的碳纳米管具有很高的阵列性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105565292A
公开(公告)日：2016-05-11
申请号：CN201410594881.4
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
CPC classification number: C30B29/02 , B05D1/005 , B05D1/60 , B05D3/007 , B05D3/0406 , B05D3/0453 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , C01B31/0233 , C01B32/162 , C01B2202/02 , C01B2202/08 , C01B2202/22 , C23C16/0272 , C23C16/26 , C23C16/45512 , C30B25/186 , C30B29/20 , C30B31/04 , H01L51/0002 , H01L51/0048 , H01L51/0541 , H01L51/0558 , H01L51/0566 , Y10S977/75 , Y10S977/843 , Y10S977/938
Abstract: 本发明公开了一种超高密度单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法。该方法，包括如下步骤：在单晶生长基底上加载催化剂，退火后，在化学气相沉积系统中通入氢气进行所述催化剂的还原反应，并保持氢气的通入进行单壁碳纳米管的定向生长即得。该方法制备得到超高密度单壁碳纳米管水平阵列的密度超过130根/微米，这是目前世界上已报道直接生长密度最高的单壁碳纳米管水平阵列。对本发明制备的超高密度单壁碳纳米管水平阵列进行电学性能测试，其开电流密度达到380μA/μm，跨导达到102.5μS/μm，均是目前世界上碳纳米管场效应晶体管中的最高水平。
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公开(公告)号：CN108085655B
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201611040477.8
申请日：2016-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种(2m，m)碳纳米管水平阵列及其制备方法。所述方法包括如下步骤：将铵盐转移至基底上，然后进行退火处理，铵盐为钼酸铵或钨酸按；采用氢气对铵盐进行还原；还原步骤结束后，向反应容器中通入碳源气进行生长，即得。本发明(2m，m)碳纳米管水平阵列，其中的碳纳米管的管径为0.7～1.3nm，长度为100～300μm。本发明采用的催化剂为碳化物，其催化活性较高，较现有的金属催化剂具有更高的活性，这是本发明能够获得密度较高的碳纳米管的关键。本发明采用的催化剂碳化钼的熔点较高，能够保持固体形态，因此能够获得手性选择性极高的碳纳米管。本发明选用单晶基底作为生长基底，由于单晶基底具有二重对称性，因此生长得到的碳纳米管具有很高的阵列性。
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公开(公告)号：CN105621387B
公开(公告)日：2018-06-12
申请号：CN201410594398.6
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
IPC: C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种高密度半导体性单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法。该阵列的方法，为方法一或方法二；方法一包括：在单晶生长基底I上加载氧化物纳米粒子的溶液，晾干后在空气气氛中煅烧，化学气相沉积，即在基底I上得到所述阵列；方法二包括：在单晶生长基底II上加载氧化物纳米粒子的溶液，晾干后退火，在空气气氛中煅烧，再化学气相沉积，即在基底II上得到所述阵列。本发明克服了现有制备半导体性单壁碳纳米管水平阵列密度低、强刻蚀、多缺陷等问题。该方法简单易控，成本低廉，重复性好，且无金属催化剂残留，在纳电子器件、生物医药和催化合成等高端领域具有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN105621388B
公开(公告)日：2018-06-08
申请号：CN201410594882.9
申请日：2014-10-29
Applicant: 北京大学
IPC: C01B32/159 , C01B32/16 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种单壁碳纳米管水平阵列及其制备方法与应用。该方法如下步骤：向单晶生长基底中进行离子注入后退火，在化学气相沉积系统中通入氢气进行还原反应，并保持氢气的继续通入进行阵列的生长，生长完毕即在所述单晶生长基底上得到所述单壁碳纳米管水平阵列。该方法具有简单高效，与现有微纳工艺兼容，易于实现大面积均匀可控，适合规模化生产的优点。并且，通过调控离子注入的能量和剂量，选择合适的催化剂和基底，有望实现单壁碳纳米管水平阵列的可控制备和大规模生产，因此本方法在纳电子器件等领域具有极其广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN108085656A
公开(公告)日：2018-05-29
申请号：CN201611044393.1
申请日：2016-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种(n，n-1)型碳纳米管水平阵列及其制备方法。该方法包括如下步骤：将氢氧化铁、氢氧化钴或氢氧化镍转移至基底上；采用氢气对氢氧化铁、氢氧化钴或氢氧化镍进行还原；还原步骤结束后，继续通入氢气并引入碳源气进行生长，即得。本发明制备的半导体型碳纳米管的纯度很高，理论上(n，n-1)型碳纳米管均为半导体型，因此该方法潜在可以制备超高纯度的半导体型碳纳米管。本发明制备的半导体型碳纳米管的质量极高，器件性能测试表明该方法制备的碳纳米管具有稳定的双极性行为，而双极性是碳纳米管的本征性质。本发明方法中碳纳米管具有极慢的生长速率，该过程有利于碳纳米管缺陷的修复，拉曼光谱和电学性质测量表明获得的结构很完美。
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