专利名称：纳米碳管针尖的制备方法
技术领域：
本发明属于纳米器件制造的技术领域，具体涉及的是一种制备纳米碳管探针针尖的方法。
背景技术：
结合图1、图2说明，目前制备纳米碳管针尖所采用的电弧放电法是，在普通硅针尖2的内侧上镀一层金属膜2-2，然后将此具有金属膜2-2的普通硅针尖2的首端2-1与纳米碳管团1中突出在最前面的一根纳米碳管1-2的尖端1-1之间的距离设在≤3微米，在具有金属膜2-2的普通硅针尖2和纳米碳管团1之间施加10伏特～40伏特的直流电压V1，具有金属膜2-2的普通硅针尖2接直流电压V1的负极，纳米碳管团1接直流电压V1的正极，具有金属膜2-2的普通硅针尖2的首端2-1与纳米碳管1-2的尖端1-1之间放电后产生电弧，纳米碳管1-2被拉断后粘到具有金属膜2-2的普通硅针尖2的首端2-1上。上述制备方法中提到要在普通硅针尖2的内侧上镀一层金属膜2-2，由于普通硅针尖2的微悬臂很小，其尺寸在微米级，且硅是脆性材料，金属膜2-2的厚度在几十纳米以内，由于以上条件的限定，在向普通硅针尖2的内侧镀金属膜2-2时，其存在工艺复杂、操作难度高、不易控制等弊端。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米碳管针尖的制备方法，该方法可直接使纳米碳管固定在没有镀金属膜的普通硅针尖的首端上。本发明的步骤是结合图3、图4说明，一、在双面导电胶带5上粘上经CVD法制备的多壁纳米碳管团3，在双面导电胶带6上粘上普通硅针尖4；二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在≤2微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加30伏特～60伏特的交流或直流电压V2，首端4-1与尖端3-1之间放电产生电弧，在纳米碳管3-2壁上有缺陷的位置由于电弧作用被氧化而截断，其尖端3-1粘到普通硅针尖4的首端4-1上；四、撤除电压V2，即制成纳米碳管针尖。上述过程中电弧起到非常关键的作用，电弧是一种气体放电现象，电弧温度很高，其电弧温度可以高达5000～30000开氏度，在如此高的温度下，纳米碳管3-2的尖端3-1和普通硅针尖4首端4-1的结合处将产生物理化学变化，使得纳米碳管3-2的尖端3-1粘到普通硅针尖4首端4-1上。本发明由于无需往普通硅针尖首端上镀金属膜，因而能明显减少制备纳米碳管针尖的难度和成本，而且容易控制。
图1是已有技术的结构示意图，图2是运用已有技术得到的纳米碳管针尖的结构示意图，图3是本发明的结构示意图，图4是运用本发明方法得到的纳米碳管针尖的结构示意图，图5是具体实施方式
的结构示意图。
具体实施例方式
一本实施方式的步骤是一、在双面导电胶带5上粘上经CVD法制备的多壁纳米碳管团3，在双面导电胶带6上粘上普通硅针尖4；二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在≤2微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加30伏特～60伏特的交流或直流电压V2，首端4-1与尖端3-1之间放电产生电弧，在纳米碳管3-2壁上有缺陷的位置由于电弧作用被氧化而截断，其尖端3-1粘到普通硅针尖4的首端4-1上；四、撤除电压V2，即制成纳米碳管针尖。
具体实施方式
二结合图5说明本实施方式，本实施方式在具体实施方式
一的基础上，增加有三维移动台7、光学显微镜8；双面导电胶带5、双面导电胶带6的外侧分别连接在三维移动台7的两个可移动的工作台的内侧端面上，光学显微镜8置于普通硅针尖4的首端4-1和纳米碳管团3上的纳米碳管3-2的尖端3-1之间的外侧。三维移动台7作为距离调节工具，光学显微镜8作为视觉观察工具。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在≤0.6微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加30伏特～40伏特的交流电压V2。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在0.61～1.20微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加41伏特～50伏特的交流电压V2。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在1.21～2.00微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加51伏特～60伏特的交流电压V2。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在≤0.6微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加30伏特～40伏特的直流电压V2；粘有普通硅针尖4的双面导电胶带6上接直流电压V2的负极，粘有纳米碳管团3的双面导电胶带5上接直流电压V2的正极。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在0.61～1.20微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加41伏特～50伏特的直流电压V2；粘有普通硅针尖4的双面导电胶带6上接直流电压V2的负极，粘有纳米碳管团3的双面导电胶带5上接直流电压V2的正极。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于，步骤二、使普通硅针尖4的首端4-1与纳米碳管团3中突出在最前面的一根纳米碳管3-2的尖端3-1之间的距离设在1.21～2.00微米；三、在双面导电胶带5、双面导电胶带6之间施加51伏特～60伏特的直流电压V2；粘有普通硅针尖4的双面导电胶带6上接直流电压V2的负极，粘有纳米碳管团3的双面导电胶带5上接直流电压V2的正极。其它步骤与具体实施方式
一相同。
权利要求
1.纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于它的步骤是一、在双面导电胶带(5)上粘上经CVD法制备的多壁纳米碳管团(3)，在双面导电胶带(6)上粘上普通硅针尖(4)；二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在≤2微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加30伏特～60伏特的交流或直流电压(V2)，首端(4-1)与尖端(3-1)之间放电产生电弧，在纳米碳管(3-2)壁上有缺陷的位置由于电弧作用被氧化而截断，其尖端(3-1)粘到普通硅针尖(4)的首端(4-1)上；四、撤除电压(V2)，即制成纳米碳管针尖。
2.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在≤0.6微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加30伏特～40伏特的交流电压V2。
3.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在0.61～1.20微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加41伏特～50伏特的交流电压(V2)。
4.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在1.21～2.00微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加51伏特～60伏特的交流电压(V2)。
5.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在≤0.6微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加30伏特～40伏特的直流电压(V2)；粘有普通硅针尖(4)的双面导电胶带(6)上接直流电压(V2)的负极，粘有纳米碳管团(3)的双面导电胶带(5)上接直流电压(V2)的正极。
6.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在0.61～1.20微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加41伏特～50伏特的直流电压(V2)；粘有普通硅针尖(4)的双面导电胶带(6)上接直流电压(V2)的负极，粘有纳米碳管团(3)的双面导电胶带(5)上接直流电压(V2)的正极。
7.根据权利要求1所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于步骤二、使普通硅针尖(4)的首端(4-1)与纳米碳管团(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的距离设在1.21～2.00微米；三、在双面导电胶带(5)、双面导电胶带(6)之间施加51伏特～60伏特的直流电压(V2)；粘有普通硅针尖(4)的双面导电胶带(6)上接直流电压(V2)的负极，粘有纳米碳管团(3)的双面导电胶带(5)上接直流电压(V2)的正极。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于它增加有三维移动台(7)；双面导电胶带(5)、双面导电胶(6)的外侧分别连接在三维移动台(7)的两个可移动的工作台的内侧端面上。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的纳米碳管针尖的制备方法，其特征在于它增加有光学显微镜(8)；光学显微镜(8)置于普通针尖(4)的首端(4-1)和纳米碳管团(3)上的纳米碳管(3-2)的尖端(3-1)之间的外侧。
全文摘要
纳米碳管针尖的制备方法，它属于纳米器件制造的技术领域，具体涉及的是一种制备纳米碳管探针针尖的方法。它的步骤是一、在双面导电胶带(5)上粘上经CVD法制备的多壁纳米碳管团(3)，在双面导电胶带(6)上粘上普通硅针尖(4)；二、使(4)的首端(4－1)与(3)中突出在最前面的一根纳米碳管(3－2)的尖端(3－1)之间的距离设在≤2微米；三、在(5)、(6)之间施加30～60交直流电压(V2)，首端(4－1)与尖端(3－1)之间放电产生电弧，在纳米碳管(3－2)壁上有缺陷的位置由于电弧作用被氧化而截断，其尖端(3－1)粘到普通硅针尖(4)的首端(4－1)上；四、撤除电压(V2)，即制成纳米碳管针尖。本发明能明显减少制备纳米碳管针尖的难度和成本，而且容易控制。
文档编号C01B31/02GK1554578SQ20031010776
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者徐宗伟, 董申, 宋博岩, 国立秋, 赵清亮 申请人:哈尔滨工业大学