氣流控制的碳納米管的定向生長研究＊

曹連振，仲明禮，劉 霞，趙加強，黃寶歆，李英德，逯懷新

（濰坊學院，山東 濰坊 261061）

氣流控制的碳納米管的定向生長研究＊

曹連振，仲明禮，劉 霞，趙加強，黃寶歆，李英德，逯懷新

（濰坊學院，山東 濰坊 261061）

通過嚴格控制氣流的方向和催化劑顆粒的密度，加以利用材料自身的重力作用，用熱化學氣相沉積（T-CVD）的方法在硅襯底上制備了長度可控且與襯底平行的碳納米管（CNTs）。并研究了催化劑的厚度，生長時間和重力等因素對碳納米管定向生長的影響。利用掃描電鏡對制備的碳納米管進行了表征。

碳納米管；熱化學氣相沉積；氣流方向；重力；定向生長

1 引言

碳納米管由于其獨有的結構和奇特的物理、化學性質，如具有大的長徑比、高的電導率和熱導率、優秀的機械承受力和延展性及穩定的化學特性［1－2］，成為最近十幾年國內外納米材料研究的熱點。目前，碳納米管應用研究主要集中在納電子器件、探測器、場發射顯示器、氫氣儲存和量子導線等方面［3－4］。而要實現上述應用，碳納米管的方向、長度和直徑可控的生長研究是必須要做的工作，具有重要的現實意義和應用價值。碳納米管的直徑和長度可以分別通過控制催化劑顆粒的大小和生長時間得到很好的解決，而對于碳納米管的定向生長（特別是平行于襯底的定向生長），文獻報道的方法相對都比較麻煩。以前的定向生長的方法需要復雜的樣品制備工藝、特殊的生長條件或者特殊的襯底［5］。比如說，通過制備模板來實現碳納米管的定向生長，利用強電場來制備垂直定向的碳納米管，還有通過高頻加熱CVD工藝并且快速把催化劑移進熱爐的方法被報道制備出了很長并且定向的單壁碳納米管［6－7］。……