專利名稱：納米碳管針尖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米器件制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種制備納米碳管探針針尖的方法。
背景技術(shù)：
結(jié)合圖1、圖2說明，目前制備納米碳管針尖所采用的電弧放電法是，在普通硅針尖2的內(nèi)側(cè)上鍍一層金屬膜2-2，然后將此具有金屬膜2-2的普通硅針尖2的首端2-1與納米碳管團(tuán)1中突出在最前面的一根納米碳管1-2的尖端1-1之間的距離設(shè)在≤3微米，在具有金屬膜2-2的普通硅針尖2和納米碳管團(tuán)1之間施加10伏特～40伏特的直流電壓V1，具有金屬膜2-2的普通硅針尖2接直流電壓V1的負(fù)極，納米碳管團(tuán)1接直流電壓V1的正極，具有金屬膜2-2的普通硅針尖2的首端2-1與納米碳管1-2的尖端1-1之間放電后產(chǎn)生電弧，納米碳管1-2被拉斷后粘到具有金屬膜2-2的普通硅針尖2的首端2-1上。上述制備方法中提到要在普通硅針尖2的內(nèi)側(cè)上鍍一層金屬膜2-2，由于普通硅針尖2的微懸臂很小，其尺寸在微米級，且硅是脆性材料，金屬膜2-2的厚度在幾十納米以內(nèi)，由于以上條件的限定，在向普通硅針尖2的內(nèi)側(cè)鍍金屬膜2-2時，其存在工藝復(fù)雜、操作難度高、不易控制等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米碳管針尖的制備方法，該方法可直接使納米碳管固定在沒有鍍金屬膜的普通硅針尖的首端上。本發(fā)明的步驟是結(jié)合圖3、圖4說明，一、在雙面導(dǎo)電膠帶5上粘上經(jīng)CVD法制備的多壁納米碳管團(tuán)3，在雙面導(dǎo)電膠帶6上粘上普通硅針尖4；二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在≤2微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加30伏特～60伏特的交流或直流電壓V2，首端4-1與尖端3-1之間放電產(chǎn)生電弧，在納米碳管3-2壁上有缺陷的位置由于電弧作用被氧化而截?cái)?，其尖?-1粘到普通硅針尖4的首端4-1上；四、撤除電壓V2，即制成納米碳管針尖。上述過程中電弧起到非常關(guān)鍵的作用，電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電弧溫度很高，其電弧溫度可以高達(dá)5000～30000開氏度，在如此高的溫度下，納米碳管3-2的尖端3-1和普通硅針尖4首端4-1的結(jié)合處將產(chǎn)生物理化學(xué)變化，使得納米碳管3-2的尖端3-1粘到普通硅針尖4首端4-1上。本發(fā)明由于無需往普通硅針尖首端上鍍金屬膜，因而能明顯減少制備納米碳管針尖的難度和成本，而且容易控制。


圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是運(yùn)用已有技術(shù)得到的納米碳管針尖的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是運(yùn)用本發(fā)明方法得到的納米碳管針尖的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一本實(shí)施方式的步驟是一、在雙面導(dǎo)電膠帶5上粘上經(jīng)CVD法制備的多壁納米碳管團(tuán)3，在雙面導(dǎo)電膠帶6上粘上普通硅針尖4；二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在≤2微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加30伏特～60伏特的交流或直流電壓V2，首端4-1與尖端3-1之間放電產(chǎn)生電弧，在納米碳管3-2壁上有缺陷的位置由于電弧作用被氧化而截?cái)啵浼舛?-1粘到普通硅針尖4的首端4-1上；四、撤除電壓V2，即制成納米碳管針尖。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上，增加有三維移動臺7、光學(xué)顯微鏡8；雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6的外側(cè)分別連接在三維移動臺7的兩個可移動的工作臺的內(nèi)側(cè)端面上，光學(xué)顯微鏡8置于普通硅針尖4的首端4-1和納米碳管團(tuán)3上的納米碳管3-2的尖端3-1之間的外側(cè)。三維移動臺7作為距離調(diào)節(jié)工具，光學(xué)顯微鏡8作為視覺觀察工具。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在≤0.6微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加30伏特～40伏特的交流電壓V2。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在0.61～1.20微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加41伏特～50伏特的交流電壓V2。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在1.21～2.00微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加51伏特～60伏特的交流電壓V2。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在≤0.6微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加30伏特～40伏特的直流電壓V2；粘有普通硅針尖4的雙面導(dǎo)電膠帶6上接直流電壓V2的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)3的雙面導(dǎo)電膠帶5上接直流電壓V2的正極。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在0.61～1.20微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加41伏特～50伏特的直流電壓V2；粘有普通硅針尖4的雙面導(dǎo)電膠帶6上接直流電壓V2的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)3的雙面導(dǎo)電膠帶5上接直流電壓V2的正極。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，步驟二、使普通硅針尖4的首端4-1與納米碳管團(tuán)3中突出在最前面的一根納米碳管3-2的尖端3-1之間的距離設(shè)在1.21～2.00微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶5、雙面導(dǎo)電膠帶6之間施加51伏特～60伏特的直流電壓V2；粘有普通硅針尖4的雙面導(dǎo)電膠帶6上接直流電壓V2的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)3的雙面導(dǎo)電膠帶5上接直流電壓V2的正極。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1.納米碳管針尖的制備方法，其特征在于它的步驟是一、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)上粘上經(jīng)CVD法制備的多壁納米碳管團(tuán)(3)，在雙面導(dǎo)電膠帶(6)上粘上普通硅針尖(4)；二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在≤2微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加30伏特～60伏特的交流或直流電壓(V2)，首端(4-1)與尖端(3-1)之間放電產(chǎn)生電弧，在納米碳管(3-2)壁上有缺陷的位置由于電弧作用被氧化而截?cái)?，其尖?3-1)粘到普通硅針尖(4)的首端(4-1)上；四、撤除電壓(V2)，即制成納米碳管針尖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在≤0.6微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加30伏特～40伏特的交流電壓V2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在0.61～1.20微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加41伏特～50伏特的交流電壓(V2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在1.21～2.00微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加51伏特～60伏特的交流電壓(V2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在≤0.6微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加30伏特～40伏特的直流電壓(V2)；粘有普通硅針尖(4)的雙面導(dǎo)電膠帶(6)上接直流電壓(V2)的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)(3)的雙面導(dǎo)電膠帶(5)上接直流電壓(V2)的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在0.61～1.20微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加41伏特～50伏特的直流電壓(V2)；粘有普通硅針尖(4)的雙面導(dǎo)電膠帶(6)上接直流電壓(V2)的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)(3)的雙面導(dǎo)電膠帶(5)上接直流電壓(V2)的正極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于步驟二、使普通硅針尖(4)的首端(4-1)與納米碳管團(tuán)(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的距離設(shè)在1.21～2.00微米；三、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠帶(6)之間施加51伏特～60伏特的直流電壓(V2)；粘有普通硅針尖(4)的雙面導(dǎo)電膠帶(6)上接直流電壓(V2)的負(fù)極，粘有納米碳管團(tuán)(3)的雙面導(dǎo)電膠帶(5)上接直流電壓(V2)的正極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于它增加有三維移動臺(7)；雙面導(dǎo)電膠帶(5)、雙面導(dǎo)電膠(6)的外側(cè)分別連接在三維移動臺(7)的兩個可移動的工作臺的內(nèi)側(cè)端面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的納米碳管針尖的制備方法，其特征在于它增加有光學(xué)顯微鏡(8)；光學(xué)顯微鏡(8)置于普通針尖(4)的首端(4-1)和納米碳管團(tuán)(3)上的納米碳管(3-2)的尖端(3-1)之間的外側(cè)。
全文摘要
納米碳管針尖的制備方法，它屬于納米器件制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種制備納米碳管探針針尖的方法。它的步驟是一、在雙面導(dǎo)電膠帶(5)上粘上經(jīng)CVD法制備的多壁納米碳管團(tuán)(3)，在雙面導(dǎo)電膠帶(6)上粘上普通硅針尖(4)；二、使(4)的首端(4－1)與(3)中突出在最前面的一根納米碳管(3－2)的尖端(3－1)之間的距離設(shè)在≤2微米；三、在(5)、(6)之間施加30～60交直流電壓(V2)，首端(4－1)與尖端(3－1)之間放電產(chǎn)生電弧，在納米碳管(3－2)壁上有缺陷的位置由于電弧作用被氧化而截?cái)?，其尖?3－1)粘到普通硅針尖(4)的首端(4－1)上；四、撤除電壓(V2)，即制成納米碳管針尖。本發(fā)明能明顯減少制備納米碳管針尖的難度和成本，而且容易控制。
文檔編號C01B31/02GK1554578SQ20031010776
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者徐宗偉, 董申, 宋博巖, 國立秋, 趙清亮 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)