[发明专利]一种非金属催化剂SiC制备半导体性单壁碳纳米管的方法

权利要求书

1.一种非金属催化剂SiC制备半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于：通过对离子溅射法制备的非金属SiC纳米颗粒进行高温、氢气气氛处理，碳化硅纳米颗粒表面的硅原子蒸发，留下的碳原子形成碳帽；在碳源和刻蚀性氢气氛下，金属性碳帽被刻蚀或抑制生长，从而通过化学气相沉积法实现半导体性单壁碳纳米管的可控制备，具体步骤如下：

采用Ar离子束物理沉积法，在带有纳米二氧化硅热氧化层的硅基底上沉积SiC膜；在化学气相沉积炉内对其进行加热温度、气氛和时间的预处理条件调节，获得非金属SiC催化剂纳米颗粒后，在900℃下进行化学气相沉积生长半导体性单壁碳纳米管；

硅基底上沉积SiC预处理气氛为氢气，预处理温度为900℃，预处理时间为3～15分钟；

化学气相沉积所用的碳源为氩气载入的有机小分子醇类蒸汽，通入含碳源的氩气与载气氢气的体积比例为1:1～1:10，载气氩气流量保持在500～800sccm，载气氢气流量保持在200～500sccm，生长时间为10～15分钟；

半导体性单壁碳纳米管占96%，直径分布在1.3～1.8nm之间。

2.按照权利要求1所述的非金属催化剂SiC制备半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于：硅基底上沉积SiC膜厚度为0.5～50nm。

3.按照权利要求1所述的非金属催化剂SiC制备半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于：半导体性单壁碳纳米管的含量采用拉曼光谱经过如下方法计算得到，具体计算方法为，将50个拉曼光谱利用硅基底303cm^-1信号归一化，再统计平均呼吸模，并且根据其峰面积积分计算得到半导体性单壁碳纳米管数量占单壁碳纳米管总数的含量，单壁碳纳米管的直径分布结果是通过在透射电镜下统计150根碳纳米管得到的。

4.按照权利要求1所述的非金属催化剂SiC制备半导体性单壁碳纳米管的方法，其特征在于：催化剂处理及半导体性单壁碳纳米管生长均需一定浓度下、具有刻蚀作用的氢气，氢气体积浓度为20%。