本發(fā)明涉及一種碳納米管的制備方法，尤其是涉及一種低溫制造具納米碳管之電子裝置及其制備方法。

背景技術：

常用的碳納米管制備方法主要有：電弧放電法、激光燒蝕法、化學氣相沉積法(碳氫氣體熱解法)、固相熱解法、輝光放電法、氣體燃燒法以及聚合反應合成法等。

1).電弧放電法是生產(chǎn)碳納米管的主要方法。1991年日本物理學家飯島澄男就是從電弧放電法生產(chǎn)的碳纖維中首次發(fā)現(xiàn)碳納米管的。具體過程是：將石墨電極置于充滿氦氣或氬氣的反應容器中，在兩極之間激發(fā)出電弧，此時溫度可以達到4000℃左右。在這種條件下，石墨會蒸發(fā)，生成的產(chǎn)物有富勒烯(C60)、無定型碳和單壁或多壁的碳納米管。通過控制催化劑和容器中的氫氣含量，可以調(diào)節(jié)幾種產(chǎn)物的相對產(chǎn)量。使用這一方法制備碳納米管技術上比較簡單，但是生成的碳納米管與C60等產(chǎn)物混雜在一起，很難得到純度較高的碳納米管，并且得到的往往都是多層碳納米管，而實際研究中人們往往需要的是單層的碳納米管。此外該方法反應消耗能量太大。有些研究人員發(fā)現(xiàn)，如果采用熔融的氯化鋰作為陽極，可以有效地降低反應中消耗的能量，產(chǎn)物純化也比較容易。

2).化學氣相沉積法，或稱為碳氫氣體熱解法，在一定程度上克服了電弧放電法的缺陷。這種方法是讓氣態(tài)烴通過附著有催化劑微粒的模板，在800～1200℃的條件下，氣態(tài)烴可以分解生成碳納米管。這種方法突出的優(yōu)點是殘余反應物為氣體，可以離開反應體系，得到純度比較高的碳納米管，同時溫度亦不需要很高，相對而言節(jié)省了能量。但是制得的碳納米管管徑不整齊，形狀不規(guī)則，并且在制備過程中必須要用到催化劑。這種方法的主要研究方向是希望通過控制模板上催化劑的排列方式來控制生成的碳納米管的結構，已經(jīng)取得了一定進展。

3).激光燒蝕法的具體過程是在一長條石英管中間放置一根金屬催化劑/石墨混合的石墨靶，該管則置于一加熱爐內(nèi)。當爐溫升至一定溫度時，將惰性氣體沖入管內(nèi)，并將一束激光聚焦于石墨靶上。在激光照射下生成氣態(tài)碳，這些氣態(tài)碳和催化劑粒子被氣流從高溫區(qū)帶向低溫區(qū)時，在催化劑的作用下生長成CNTs。

4).固相熱解法是令常規(guī)含碳亞穩(wěn)固體在高溫下熱解生長碳納米管的新方法，這種方法過程比較穩(wěn)定，不需要催化劑，并且是原位生長。但受到原料的限制，生產(chǎn)不能規(guī)模化和連續(xù)化。

5).離子或激光濺射法。此方法雖易于連續(xù)生產(chǎn)，但由于設備的原因限制了它的規(guī)模。

6).聚合反應合成法一般指利用模板復制擴增的方法。碳納米管的一般制備過程與有機合成反映類似，其副反應復雜多樣，很難保證同一爐碳納米管均為扶手椅式納米管或鋸齒形納米管?？茖W家發(fā)現(xiàn)，在強酸、超聲波作用下，碳納米管可以先斷裂為幾段，再在一定納米尺度催化劑顆粒作用下增殖延伸，而延伸后所得的碳納米管與模板的卷曲方式相同。于是科學家設想，如果通過這種類似于DNA擴增的方式對碳納米管進行增殖，那么只需找到少量的扶手椅式納米管或鋸齒形納米管，便可在短時間內(nèi)復制、擴增出數(shù)量幾百萬倍于模板數(shù)量的、同類型的碳納米管。這可能會成為制備高純度碳納米管的新方式。

7).催化裂解法是在600～1000℃的溫度及催化劑的作用下，使含碳氣體原料(如一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯和苯等)分解來制備碳納米管的一種方法。此方法在較高溫度下使含碳化合物裂解為碳原子，碳原子在過渡金屬-催化劑作用下，附著在催化劑微粒表面上形成為碳納米管。催化裂解法中所使用的催化劑活性組分多為第八族過渡金屬或其合金，少量加入Cu、Zn、Mg等可調(diào)節(jié)活性金屬能量狀態(tài)，改變其化學吸附與分解含碳氣體的能力。催化劑前體對形成金屬單質(zhì)的活性有影響，金屬氧化物、硫化物、碳化物及有機金屬化合物也被使用過。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述提出的問題，提供一種結構優(yōu)良，制造工藝優(yōu)良的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法。

本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的：一種低溫制造具納米碳管之電子裝置，具有基材，所述基材的表面具有催化合金層。

一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，步驟包括：

A、提供一基材；在所述基材上涂布一光阻；

B、對該光阻進行曝光及顯影，以露出部分該基材，于該光阻表面及露出之該基材表面沉積一催化合金層；

C、去除該光阻和其表面之該催化合金層，并且保留該基材和其表面之該催化合金層；

D、在溫度450℃下催化合金層表面合成數(shù)納米碳管。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該電子裝置為選自納米碳管場發(fā)射二極、三極元件所制造之顯示器及納米碳管場發(fā)射真空微電子元件的其中之一者。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，所述基材為選自硅晶片及顯示器用玻璃基板的其中之一者。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該催化合金層之材質(zhì)為選自二元及三元合金的其中之一者。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該催化合金層之材質(zhì)為為鐵、鈷、鎳、鈀、鋁、鉬、烙及銅所組成群組之其中之一者。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該催化合金層為利用蒸鍍、濺鍍方法及化學氣相沉積法的其中之一者沉積于該光阻表面及露出之該基材表面。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該催化合金層表面合成該納米碳管之方法為利用化學氣相沉積法，該化學氣相沉積法為選自微波電漿化學氣相沉積、等離子增強化學氣相沉積、電子偱還共振式化學氣相沉積、電感式耦合電漿化學氣相沉積及低壓化學氣相沉積的其中之一者。

上述的一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該化學氣相沉積法進行時，為通入氫氣、氨氣、甲烷、乙烷、丙烷及乙炔反應氣體所組成群組之其中之一者。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明的納米碳管的制備方法其結構優(yōu)良，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

具體實施方式：

見圖1所示，一種低溫制造具納米碳管之電子裝置，具有基材1，所述基材1的表面具有催化合金層2。

一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，步驟包括：

A、提供一基材1；在所述基材1上涂布一光阻；

B、對該光阻進行曝光及顯影，以露出部分該基材1，于該光阻表面及露出之該基材1表面沉積一催化合金層2；

C、去除該光阻和其表面之該催化合金層，并且保留該基材1和其表面之該催化合金層2；

D、在溫度450℃下催化合金層表面合成數(shù)納米碳管。

一種低溫制造具納米碳管之電子裝置的制備方法，該電子裝置為選自納米碳管場發(fā)射二極、三極元件所制造之顯示器及納米碳管場發(fā)射真空微電子元件的其中之一者。所述基材1為選自硅晶片及顯示器用玻璃基板的其中之一者。該催化合金層之材質(zhì)為選自二元及三元合金的其中之一者。該催化合金層之材質(zhì)為為鐵、鈷、鎳、鈀、鋁、鉬、烙及銅所組成群組之其中之一者。該催化合金層為利用蒸鍍、濺鍍方法及化學氣相沉積法的其中之一者沉積于該光阻表面及露出之該基材表面。該催化合金層表面合成該納米碳管之方法為利用化學氣相沉積法，該化學氣相沉積法為選自微波電漿化學氣相沉積、等離子增強化學氣相沉積、電子偱還共振式化學氣相沉積、電感式耦合電漿化學氣相沉積及低壓化學氣相沉積的其中之一者。該化學氣相沉積法進行時，為通入氫氣、氨氣、甲烷、乙烷、丙烷及乙炔反應氣體所組成群組之其中之一者。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。