发明名称 低温快速制造准直性奈米碳管之方法
摘要 一种低温快速制造准直性奈米碳管之方法,可在低于380℃环境下快速制造高分布密度与高准直性之奈米碳管。该方法包含:(A)在一基板顶面被覆一铁矽合金薄膜作为成长奈米碳管所需之催化剂。(B)蚀刻该铁矽合金薄膜,而于该基板顶面形成适当密度分布之复数细微铁矽合金颗粒。及(C)在低于380℃微波电浆辅助化学气相沉积系统中,通入预定流量及适当比例之含碳反应气体与平衡气体,在适当的工作压力下,于该等铁矽合金颗粒上成长垂直于该基板顶面的奈米碳管,微波功率为250~1500W,工作压力为20~40Torr。
申请公布号 TWI240312 申请公布日期 2005.09.21
申请号 TW093129621 申请日期 2004.09.30
申请人 国立成功大学 发明人 丁志明;廖坤厚
分类号 H01L21/205;C01B31/02;B82B3/00 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种低温快速制造准直性奈米碳管之方法,包含: (A)在一基板顶面被覆一层铁矽合金薄膜作为成长 奈米碳管所需之催化剂; (B)蚀刻该铁矽合金薄膜,而于该基板顶面形成适当 分布密度之复数细微铁矽合金颗粒;及 (C)将含有铁矽合金颗粒之基板置于300~380℃微波电 浆辅助化学气相沉积系统中,并通入预定流量比例 之含碳反应气体与平衡气体,而分别于该等铁矽合 金颗粒上成长垂直于该基板顶面之奈米碳管,成长 奈米碳管之微波功率为250~1500W、工作压力为20~40 Torr。 2.依据申请专利范围第1项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,步骤(A)之基板是选用 自矽基板或高分子基板。 3.依据申请专利范围第1项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,步骤(A)于该基板顶面 被覆该铁矽合金薄膜的方法,是选用自溅镀、化学 气相沉积、物理气相沉积、电镀或压印等。 4.依据申请专利范围第1项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,步骤(B)是将被覆有该 铁矽合金薄膜的基板置于微波电浆辅助化学气相 沉积系统中,通入蚀刻气体蚀刻该铁矽合金薄膜, 而在该基板顶面形成适当分布密度之复数细微铁 矽合金颗粒。 5.依据申请专利范围第4项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,该蚀刻气体是选用自 氢气、氧气、氮气、氨气以及氢气、氧气、氮气 与氨气之混合所组成之混合气体。 6.依据申请专利范围第4项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,该等铁矽合金颗粒之 粒径范围为5~25nm。 7.依据申请专利范围第4项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,该等铁矽合金颗粒之 分布密度范围为31010~41010cm-2。 8.依据申请专利范围第1项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,步骤(C)中预定之含碳 反应气体与平衡气体的流量比例为2:9。 9.依据申请专利范围第8项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,步骤(C)中之含碳反应 气体是选用自甲烷、乙烷、丙烷、乙炔、苯以及 甲烷、乙烷、丙烷、乙炔与苯之混合组成物。 10.依据申请专利范围第8项所述之低温快速制造准 直性奈米碳管之方法,其中,该平衡气体是亦可选 用自氢气、氧气、氮气、氨气以及氢气、氧气、 氮气与氨气之混合所组成之混合气体。 图式简单说明: 图1是一侧视示意图,说明本发明低温快速制造准 直性奈米碳管之方法的一较佳实施例于步骤(A)的 情况; 图2是类似图1之视图,并说明该较佳实施例在步骤( B)之情况: 图3是类似图2之视图,并说明该较佳实施例在步骤( C)之情况; 图4是该较佳实施例所制造之多数奈米碳管的外形 与分布情形之FESEM侧视图; 图5是单一奈米碳管的管壁结构之TEM显微影像。
地址 台南市东区大学路1号