專利名稱：一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)，特別是一種可應(yīng)用于高性能與長壽命場發(fā)射器件、電化學(xué)電極和貯氫裝置的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管具有尖端曲率半徑小、長徑比大、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，因而具有較高的端部幾何場增強效應(yīng)、低閾值電壓和高效的場發(fā)射性能，自被發(fā)現(xiàn)以來，人們對碳納米管作為電子源應(yīng)用于場發(fā)射顯示器件產(chǎn)生了極大的興趣。單根和多根碳納米管以及碳納米管薄膜的場發(fā)射研究得到了普遍關(guān)注，但是，碳納米管的場發(fā)射電流不穩(wěn)定，使用壽命較短，不適合大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。在一定的真空環(huán)境下工作時，表面吸附氣體分子，會導(dǎo)致碳納米管端部損毀，發(fā)射電子能力減弱，致使碳納米管的場發(fā)射產(chǎn)生持續(xù)性退化。隨著信息技術(shù)和真空微電子學(xué)的快速發(fā)展，低能耗、高清晰、超薄超大屏幕顯示視器越來越受到重視，真空微電子技術(shù)對作為器件核心的陰極材料要求也越來越高。因此，能耗小、場發(fā)射性能優(yōu)越而穩(wěn)定的材料日益重要。以金剛石為代表的寬帶隙材料(如cBN、AlN等)由于具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、高熔點和熱導(dǎo)率、小的介電常數(shù)、大的載流子遷移率和高的擊穿電壓以及負(fù)電子親和勢(當(dāng)表面被氫原子終止時)，在場發(fā)射器件中具有廣闊應(yīng)用前景。文獻(A comparative study of the field emission properties ofaligned carbon nanostructures films, from carbon nanotubes to diamond, Eur.Phys.J.Appl.Phys.38，115，2007)利用金剛石的負(fù)電子親和勢與表面較低有效逸出功等優(yōu)點，通過化學(xué)氣相沉積方法制備了具有較好場發(fā)射性能的金剛石薄膜。此外，金剛石薄膜的場發(fā)射特性還可以通過其他的方法來進一步增強，如降低薄膜的晶粒尺寸、在薄膜中摻入硼或氮元素來提高薄膜的導(dǎo)電性或產(chǎn)生缺陷能級、采用不同的官能團(如CsO、LiO)對金剛石表面進行化學(xué)修飾來增加表面負(fù)電子親和勢、以及將金剛石薄膜構(gòu)造出具有尖銳的端部以提高場增強效應(yīng)等方 法。雖然通過這些方法能改善金剛石場發(fā)射性能，但是化學(xué)氣相沉積制備的金剛石薄膜存在導(dǎo)電性相對較差、柱狀晶結(jié)構(gòu)、低電阻背接觸和納米結(jié)構(gòu)制備困難等問題，導(dǎo)致在相同條件下基于金剛石的場發(fā)射器件比碳納米管的場發(fā)射器件閾值電壓更高，發(fā)射效率更低。然而，金剛石的場發(fā)射器件使用壽命較長，電子發(fā)射端部不易被結(jié)合碳納米管的良好導(dǎo)電性和硼摻雜金剛石表面的穩(wěn)定性以及發(fā)射壽命長等特點制備成金剛石與碳納米管復(fù)合材料，并將其構(gòu)筑成錐狀結(jié)構(gòu)，將是一種高效、長壽命的場發(fā)射冷陰極材料。但是現(xiàn)有技術(shù)中不存在硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過結(jié)合碳納米管和硼摻雜金剛石在場發(fā)射性能方面的特點，提供一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟:
步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理；具體為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干。步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積SiO2薄膜和Ni薄膜；所述SiO2薄膜厚度為30-50nm, Ni薄膜厚度為5_15nm。步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通過加熱襯底，使Ni膜熔化，在襯底上形成分散的Ni納米粒子；所述襯底溫度為650-750°C，加熱時間為5_15min。步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，在C2H2/NH3混合氣體中調(diào)節(jié)直流偏壓來制備垂直定向的多壁碳納米管陣列；所述制備多壁碳納米管陣列的直流偏壓為 550-750V，C2H2/NH3 氣體流量為 50sccm/200sccm。步驟5、將納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液，之后通過靜電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，且在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；所述納米金剛石顆粒直徑為3-10nm，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，控制熱絲溫度、CH4/H2比例、B/C比例、沉積壓強和沉積時間這些工藝參數(shù)，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。所述熱絲化學(xué)氣相沉積制備金剛石薄膜條件:沉積壓強為20-30Torr，CH4/H2氣體比例為1_5%，混合氣體中B/C比例為2000-10000ppm, Ta絲距樣品表面距離為3_5mm，熱絲溫度為2300-2400°C，基片溫度約為800-900°C，沉積時間為 30-60min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:1)本發(fā)明的復(fù)合納米錐材料由涂覆了硼摻雜金剛石的多壁碳納米管構(gòu)成；2)本發(fā)明制備的垂直定向多壁碳納米管碳，通過靜電噴涂技術(shù)能使相鄰碳納米管聚集形成納米錐結(jié)構(gòu)；3)本發(fā)明采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法制備的硼摻雜金剛石薄膜能夠?qū)⒓{米錐端部覆蓋，同時不影響納米錐的整體形態(tài)；4)本發(fā)明技術(shù)可制備整齊均一、尺寸和密度可控的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，該復(fù)合納米錐具有低場發(fā)射閾值電壓、發(fā)射壽命長和性能穩(wěn)定；5)本發(fā)明制備的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐不僅適用于高性能場發(fā)射顯示器件，同時還可用于電化學(xué)電極和貯氫裝置。下面結(jié)合附圖 對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的描述。


圖1為本發(fā)明實例I制備的垂直定向生長的碳納米管掃描電鏡圖。
圖2為本發(fā)明實例I經(jīng)過靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液后形成的碳納米管錐形結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖。圖3為本發(fā)明實例I制備的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的掃描電鏡圖。圖4為硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐陣列的場發(fā)射特性曲線。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟:
步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理。具體操作為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干；
步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積一層厚度為30-50nm的SiO2薄膜和厚度為5-15nm的Ni薄膜；
步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，將襯底加熱到650-750°C，加熱時間為5-15min，使襯底上的Ni膜熔化形成分散的Ni納米粒子；
步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，在C2H2/NH3混合氣體中制備垂直定向的多壁碳納米管陣列；具體生長參數(shù)為直流偏壓為550-750V，(:2!12/見13氣體流量為 50sccm/200sccm。步驟5、將直徑3-10nm的納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液。通過靜電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。且殘留的甲醇潤濕了多壁碳納米管陣列端部表面，并通過靜電吸引使得多根碳納米管尖端聚集在一起形成錐狀結(jié)構(gòu)。步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，控制熱絲溫度、CH4/H2比例、B/C比例、沉積壓強和沉積時間這些工藝參數(shù)，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。具體工藝參數(shù)為:壓強為20-30Torr，CH4/H2氣體比例為1_5%，混合氣體中B/C比例為2000-10000ppm，Ta絲距樣品表面距離為3_5mm，熱絲溫度為2300-2400°C，基片溫度約為800-900°C，沉積時間為30_60min。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的描述:
實施例1:
采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法制備多壁碳納米管，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟:
步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理。具體操作為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干；
步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積一層厚度為40nm的SiO2薄膜和厚度為7nm的Ni薄膜；
步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，將襯底加熱到700°C，加熱時間為lOmin，使襯底上的Ni膜熔化形成分散的Ni納米粒子；
步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，C2H2/NH3氣體流量為50sccm/200sccm,直流偏壓650V,制備垂直定向生長的多壁碳納米管陣列。步驟5、將直徑5nm的納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液。通過電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。殘留的甲醇潤濕了多壁碳納米管陣列端部表面，并通過靜電吸引使相鄰多根碳納米管尖端聚集在一起形成錐狀結(jié)構(gòu)。步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，壓強為25Torr，CH4/H2氣體比例為2%，混合氣體中B/C比例為5000ppm，Ta絲距樣品表面距離為4mm，熱絲溫度為2350°C，基片溫度約為850°C，沉積時間為45min，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。對制備的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐進行了分析表征，圖1為長度約5口111、直徑20-5011111、密度約I X 109cm_2垂直定向生長的多壁碳納米管。圖2為靜電噴涂納米金剛石顆粒后多壁碳納米管陣列的掃描電鏡圖，殘留的甲醇分布在碳納米管陣列端部表面，靜電吸引力使得30-40跟碳納米管尖端聚集成點，形成密度約IXlO7cnT2圓錐形結(jié)構(gòu)。圖3為表面沉積金剛石薄膜后的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐陣列的掃描電鏡圖，錐的頂端和表面被一薄層硼摻雜金剛石所覆蓋，密度約IX IO7CnT2。圖4為硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐陣列的場發(fā)射特性曲線，表明該復(fù)合納米錐具有低閾值電場(約3.0V μ πΓ1)、發(fā)射性能穩(wěn)定和壽命長。實施例2:
采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法制備多壁碳納米管，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟:
步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理。具體操作為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干；
步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積一層厚度為50nm的SiO2薄膜和厚度為15nm的Ni薄膜；
步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，將襯底加熱到750°C，加熱時間為15min，使襯底上 的Ni膜熔化形成分散的Ni納米粒子；
步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，C2H2/NH3氣體流量為50sccm/200sccm,直流偏壓750V,制備垂直定向生長的多壁碳納米管陣列。
步驟5、將直徑IOnm的納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液。通過電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。殘留的甲醇潤濕了多壁碳納米管陣列端部表面，并通過靜電吸引使相鄰多根碳納米管尖端聚集在一起形成錐狀結(jié)構(gòu)。步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，壓強為30Torr，CH4/H2氣體比例為5%，混合氣體中B/C比例為lOOOOppm，Ta絲距樣品表面距離為5mm，熱絲溫度為2400°C，基片溫度約為900°C，沉積時間為60min。經(jīng)試驗驗證，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積了一層硼摻雜金剛石薄膜，并形成硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。實施例3:
采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法制備多壁碳納米管，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟:
步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理。具體操作為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干；
步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積一層厚度為30nm的SiO2薄膜和厚度為5nm的Ni薄膜；
步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，將襯底加熱到650°C，加熱時間為5min，使襯底上的Ni膜熔化形成分散的Ni納米粒子；
步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，C2H2/NH3氣體流量為50sccm/200sccm,直流偏壓550V,制備垂直定向生長的多壁碳納米管陣列。步驟5、將直徑3nm的納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液。通過電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。殘留的甲醇潤濕了多壁碳納米管陣列端部表面，并通過靜電吸引使相鄰多根碳納米管尖端聚集在一起形成錐狀結(jié)構(gòu)。步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，壓強為20Torr，CH4/H2氣體比例為1%，混合氣體中B/C比例為2000ppm，Ta絲距樣品表面距離為3mm，熱絲溫度為2300°C，基片溫度約為800°C，沉積時間為30min。經(jīng)試驗驗證，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積了一層硼摻雜金剛石薄膜，并形成硼摻雜金剛石與碳納米管 復(fù)合納米錐。
權(quán)利要求
1.一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成具有良好場發(fā)射性能的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐，具體包括以下步驟: 步驟1、對單晶硅襯底進行表面清洗處理； 步驟2、在表面清洗干凈的單晶硅襯底上依次濺射沉積SiO2薄膜和Ni薄膜； 步驟3、將樣品放置在等離子體增強化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通過加熱襯底，使Ni膜熔化，在襯底上形成分散的Ni納米粒子； 步驟4、采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，以Ni為催化劑，在C2H2/NH3混合氣體中調(diào)節(jié)直流偏壓來制備垂直定向的多壁碳納米管陣列； 步驟5、將納米金剛石顆粒分散到甲醇溶液中，配制成懸濁液，之后通過靜電噴涂法在制備的多壁碳納米管表面上預(yù)先涂覆納米金剛石顆粒，且在靜電力作用下使碳納米管聚集成錐狀結(jié)構(gòu)； 步驟6、將表面涂覆有納米金剛石顆粒的多壁碳納米管樣品置于熱絲化學(xué)氣相沉積反應(yīng)容器中，通入CH4/H2/B2H6混合氣體，控制熱絲溫度、CH4/H2比例、B/C比例、沉積壓強和沉積時間這些工藝參數(shù)，在預(yù)先形核的多壁碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟I對硅基片進行表面清洗處理具體為:首先將襯底浸入丙酮和乙醇的混溶液中超聲波清洗，然后放入去離子 水中超聲清洗，之后冷風(fēng)吹干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟2中SiO2薄膜厚度為30-50nm，Ni薄膜厚度為5_15nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟3中襯底溫度為650-750°C，加熱時間為5-15min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟4中制備多壁碳納米管陣列的直流偏壓為550-750V，C2H2/NH3氣體流量為50sccm/200sccmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟5中納米金剛石顆粒直徑為3-10nm，靜電噴涂納米金剛石顆粒懸濁液時所加偏壓為35kV，沉積有多壁碳納米管的樣品旋轉(zhuǎn)速度1500rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，其特征在于，步驟6中熱絲化學(xué)氣相沉積制備金剛石薄膜條件:沉積壓強為20-30Torr，CH4/H2氣體比例為1_5%，混合氣體中B/C比例為2000-10000ppm，Ta絲距樣品表面距離為3_5mm，熱絲溫度為2300-2400°C，基片溫度約為800-900°C，沉積時間為30_60min。
全文摘要
碳納米管具有較高的端部幾何場增強效應(yīng)、低閾值電壓和高效的場發(fā)射性能，金剛石具有負(fù)電子親和勢及場發(fā)射穩(wěn)定性，兩種材料可廣泛應(yīng)用于場發(fā)射顯示器件。本發(fā)明提供一種硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐的制備方法，通過靜電噴涂方法在垂直定向生長的多壁碳納米管表面噴涂納米金剛石與甲醇混合的懸濁液而預(yù)沉積納米金剛石顆粒，并在靜電力作用下使相鄰碳納米管尖端聚集成錐狀結(jié)構(gòu)；進一步采用熱絲化學(xué)氣相沉積方法在碳米管錐狀結(jié)構(gòu)上沉積一層硼摻雜金剛石薄膜，形成整齊均一、尺寸和密度可控的硼摻雜金剛石與碳納米管復(fù)合納米錐。該復(fù)合納米錐具有場發(fā)射閾值電壓低、電子發(fā)射壽命長和性能穩(wěn)定，可應(yīng)用于場發(fā)射器件，以及電化學(xué)電極和貯氫裝置。
文檔編號C23C16/44GK103193217SQ201310077328
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者鄒友生, 顧磊, 張亦弛, 何林林, 朱正峰, 石曉琴 申請人:南京理工大學(xué)