專利名稱：一種基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種重要的光電子學器件的設計及制作，特別是關于一種基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件的設計及制作。
背景技術：
利用光控電導器件可以通過光學手段有效控制器件中的電導(電阻)值的變化，進而可以改變器件中的電流或電壓等電學量的大小，實現(xiàn)用光學方法控制電學信號強度的目的；反之，也可以通過測量光控電導器件中電學量的大小，進而檢測出入射到光控電導器件上的光學信號的強度，實現(xiàn)利用電學方法測量光學信號強度的目的，因此，光控電導器件在光電子學領域具有廣闊的應用前景。文獻資料表明，碳納米管具有特殊的能級結構和優(yōu)異的電學及光學性能。目前合成制備多壁碳納米管的成熟技術多種多樣，例如本發(fā)明人在文獻Zhang XF，Cao AY，Wei BQ，Li YH，Wei JQ，Xu CL，and Wu DH，CHEMICAL PHYSICS LETTERS 2002，362285-290中曾報道過關于多壁碳納米管的制備技術。但利用宏觀長多壁碳納米管材料設計和制造光控電導器件目前尚未見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，制作方便，同時其光電響應時間快的一種正光控電導器件。利用該光控電導器件可以通過光學手段有效控制器件中的電導(電阻)值的變化，進而可以改變器件中的電流或電壓等電學量的大小，實現(xiàn)用光學方法控制電學信號強度的目的；同樣也可以通過測量光控電導器件中電學量的大小，進而檢測出入射到光控電導器件上的光學信號的強度，實現(xiàn)利用電學方法測量光學信號強度的目的。
本發(fā)明的技術方案如下一種基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件，其特征在于該正光控電導器由一根多壁碳納米管束絲、兩個金屬電極以及石英玻璃罩組成，所述的多壁碳納米管束絲由宏觀長的多壁碳納米管束構成，多壁碳納米管束絲的兩端分別與兩個金屬電極相連接，并被封裝在所述的石英玻璃罩內。
本發(fā)明提供的基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件，與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果具有結構簡單，制作方便的特點；而且入射光波長響應范圍寬，可以響應405nm～1064nm波長的光，同時其光電響應時間小于5秒，是一種新型的光控電導器件。利用該器件的光電響應特性，可以設計出其它新型的光電傳感器件和光電探測器件等。


圖1為本發(fā)明所用多壁碳納米管束的掃描電子顯微鏡圖像。
圖2為本發(fā)明光控電導器件的示意圖。
圖中1—石英玻璃罩；2—碳納米管束絲；3—金屬電極；4—入射光束。
圖3.是本發(fā)明光控電導器件在激光照射時的電導變化對時間的響應曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件，包括一根多壁碳納米管束絲和兩個金屬電極，其中多壁碳納米管束絲由許多宏觀長的多壁碳納米管束構成。金屬電極可采用鎳、銀、銅、鎢等材料的電極。制作方法是將多壁碳納米管束絲2的兩端分別與兩個金屬電極3相連接，然后將其封裝在石英玻璃罩1內，便構成正光控電導器件。工作時，先把金屬電極的正負電極和外電路相連接，然后利用一光束4通過石英玻璃罩1直接照射在碳納米管束絲2的中部，這樣，該器件的總電導會受到入射光束強度的調控，即當光束強度增加時，器件的總電導會增加；反之，當光束強度減小時，器件的總電導會下降。但無論入射光束強度大小如何，該器件的總電導變化率始終大于或等于零，如此便構成正光控電導器件。
下面通過具體實施例可進一步理解本發(fā)明。
本發(fā)明采用多壁碳納米管束絲2(如圖1所示)與金屬鎳電極3相連接(如圖2所示)，構成正光控電導器件。納米管束絲直徑為240μm，長度為2.01mm，電阻為59.4Ω。分別將波長為405nm、532nm、780nm和1064nm的聚焦激光束入射到碳納米管束絲的中部時(如圖2所示)，器件的總電導會隨光強增加而變大。通過實驗測量結果計算表明每瓦單位功率波長為405nm的激光引起該器件的電導變化率約為53.6％；每瓦單位功率波長為532nm的激光引起該器件的電導變化率約為47.3％；每瓦單位功率波長為780nm的激光引起該器件的電導變化率約為39.2％；每瓦單位功率波長為1064nm的激光引起該器件的電導變化率約為30.1％。當然，總電導變化率除依賴于入射激光的功率外，還與光斑直徑、光強分布函數(shù)、多壁碳納米管束絲接受光的面積占總表面積的比例等因素有關，因此，具體器件在使用時需要單獨定標。從該光控電導器件在激光照射時的電導變化對時間的響應曲線(圖3)可知，該器件的光電響應時間小于5秒。
權利要求
1.一種基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件，其特征在于該正光控電導器件是由一根多壁碳納米管束絲、兩個金屬電極以及石英玻璃罩組成，所述的多壁碳納米管束絲由宏觀長的多壁碳納米管束構成，多壁碳納米管束絲的兩端分別與兩個金屬電極相連接，并被封裝在所述的石英玻璃罩內。
全文摘要
一種基于宏觀長多壁碳納米管束的正光控電導器件，涉及一種光電子學器件。該器件是由一根多壁碳納米管束絲、兩個金屬電極以及石英玻璃罩組成，即把多壁碳納米管細絲的兩端分別與兩個金屬電極相連接，然后將其封裝在石英玻璃罩內。工作時，將金屬電極和外電路相連接，然后用一光束通過石英玻璃罩直接照射在碳納米管絲的中部，實驗表明，當光束強度增加時，器件的總電導會增加；當光束強度減小時，器件的總電導會下降。但無論入射光束強度大小如何，該器件的總電導變化率始終大于或等于零。本發(fā)明結構簡單，制作方便；而且入射光波長響應范圍寬，可響應405nm～1064nm波長的光，其光電響應時間小于5秒，是一種新型的光控電導器件。
文檔編號H01L31/08GK1640810SQ20041010181
公開日2005年7月20日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權日2004年12月24日
發(fā)明者韋進全, 孫家林, 朱嘉麟, 王昆林, 吳德海 申請人:清華大學