硅基表面氧化碳纳米管自组装复合薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种在硅片表面制备氧化碳纳米管复合薄膜的方法，该方法包括，先对硅片进行表面清洗并进行羟基化处理，然后将其作为基底材料，再在其表面自组装氨基硅烷。将所得基片放入经强酸处理的碳纳米管分散液中，在其表面制备氧化碳纳米管复合薄膜。与现有技术相比，本发明工艺简单，成本低，可以提高硅基表面的抗磨损性能，为微机电系统中硅基表面处理的一种有效方法。

主权项

一种制备硅基表面氧化碳纳米管自组装复合薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将抛光的硅片进行清洗，高纯氮气吹干，然后在Piranha溶液中浸泡；取出后用水清洗，高纯氮气吹干；再放入浓度为0.4～0.6mmol/L的氨基硅烷溶液中进行间断超声处理，所述间断超声处理指在1小时内按照20分钟超声3分钟的频率进行，取出后清洗，高纯氮气吹干后置于无尘密封容器中，于80～100℃烘箱中干燥，得到硅基表面带有氨基硅烷薄膜硅片；(2)浓硫酸和浓硝酸按照体积比H₂SO₄∶HNO₃＝3∶1配置成混合溶液，将碳纳米管加入到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，将混合物80～100℃烘干，清洗，得到均相的表面带有丰富羧基的浓度为0.1～0.2mg/mL的碳纳米管溶液；(3)将步骤(1)的硅片置于步骤(2)的碳纳米管溶液中，在50～70℃下密封反应，取出后清洗，高纯氮气吹干，得到表面自组装带有碳纳米管复合薄膜的硅片；再在氩气保护条件下，190～210℃保温3～4小时，得到还原的碳纳米管复合薄膜；其中，所述Piranha溶液为按照体积比为H₂SO₄∶H₂O₂＝70∶30配置的溶液；所述氨基硅烷溶液为3‑氨基丙基‑三乙氧基硅烷的乙醇溶液。