The invention discloses a method for directly epitaxial growth of carbon nanotubes on a metal substrate. The method is based on the principle of chemical vapor deposition to directly expand carbon nanotubes on a metal substrate having a catalytic element. The reduction of the oxide layer formed by reaction of catalytic elements in the surface of the substrate by thermal oxidation, by matching the oxide layer spacing and the spacing of carbon nanotubes, carbon atoms in an orderly structure on metal substrate epitaxial growth of carbon nanotubes; between carbon nanotubes and oxide layer on chemical bond together to form ohmic contact characteristics. The method and the technique of the invention have simple realization, and can realize the direct interconnection between the carbon nanotube and the substrate, and have important application in the electronic device.
【技术实现步骤摘要】
一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法
本专利技术涉及金属衬底上自组装外延生长一维纳米结构方法和一维纳米结构与衬底连接的方法,属于纳米材料和微电子领域。
技术介绍
场致电子发射(简称为场发射)是指在电场作用下物体表面的电子穿透表面势垒进入真空的物理过程,它提供了一种快速、高效获得电子发射的方法。以碳纳米管为代表的一维纳米结构表现出优秀的场发射特性,如何实现这些纳米材料在冷阴极中的应用,是场发射研究领域的重要内容。在纳米冷阴极研制中,以自组装生长技术路线制备纳米冷阴极,需要解决在电极结构中生长纳米材料的技术,需要解决纳米材料与电极衬底间的结构互联问题和附着力问题,它们决定着冷阴极发射特性、可靠性、稳定性等性能。将外延生长思想引入电极结构生长纳米材料中,将可以解决纳米材料与电极衬底间的结构互联问题,同时可以实现以欧姆接触的结合方式,降低接触电阻,减少了界面焦耳热,避免击穿而提高工作电流。
技术实现思路
针对在金属衬底上自组装生长方法制备的碳纳米管薄膜存在非晶碳层和附着力差问题,本专利技术提供一种在具有催化元素的金属衬底上外延生长碳纳米管的方法。本专利技术所述技术方案如下:一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法,该方法是基于化学气相沉积原理在具有催化元素的金属衬底上生长碳纳米管。优选地,所述在金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法包括以下步骤:a)选择含碳纳米管生长催化元素成分的不锈钢作为衬底材料;b)通过热氧化还原反应在步骤a)所选取的不锈钢衬底表面形成催化元素的氧化物层,该氧化物层的晶面间距与碳纳米管的晶面间距相匹配;c)采用热化学气相沉积方法在具有催化元素氧化物层 ...
【技术保护点】
一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法,其特征在于:所述方法是基于化学气相沉积原理在具有催化元素的金属衬底上生长碳纳米管。
【技术特征摘要】
1.一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法,其特征在于:所述方法是基于化学气相沉积原理在具有催化元素的金属衬底上生长碳纳米管。2.根据权利要求1所述的一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:a)选择含碳纳米管生长催化元素成分的不锈钢作为衬底材料;b)通过热氧化还原反应在步骤a)所选取的不锈钢衬底表面形成催化元素的氧化物层,该氧化物层的晶面间距与碳纳米管的晶面间距相匹配;c)采用热化学气相沉积方法在具有催化元素氧化物层的不锈钢衬底上合成生长碳纳米管。3.根据权利要求2所述的一种金属衬底直接外延生长碳纳米管的方法,其特征在于:所述热化学气相沉积...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓少芝,祝威威,许宁生,张宇,陈军,佘峻聪,
申请(专利权)人:中山大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。