論文題目: 直接合成懸掛於以電漿削尖之奈米碳纖維頂端之單壁奈米碳管

作者:翁政輝、李威養、莊鎮宇、柳克強、蔡春鴻(清華大學 工程與系統科學系)

摘要: 我們發展一套新穎之三步驟製程，使用奈米碳纖維為模版直接合成懸空之單壁奈米碳管。該方法首先以電漿輔助化學氣相沈積方法合成垂直於基板之奈米碳纖維，經高能氬離子電漿後處理形成削尖之頂端，並使奈米碳纖維頂端催化劑尺寸縮小至十奈米以下。最後，再以熱裂解式化學氣相沈積方法直接合成懸掛奈米碳纖維頂端或側壁上之單壁奈米碳管，其懸空跨距可達十微米以上。我們可以藉由後處理的條件的調變，來控制奈米碳纖維側壁的自我保護層的形成，並抑制側壁成長的單壁奈米碳管，因而最佳化懸空單壁奈米碳管的量率。由於此方法不需要在奈米模版形成之後再沈積催化金屬顆粒，懸空單壁奈米碳管可以選擇性的定位在後處理奈米碳纖維的頂端上，而不會有多餘之奈米碳管成長於基版上。除此之外，利用本方法合成的懸掛單壁奈米碳管，其懸掛長度更因此可以不受限於碳源氣流的條件。本製備懸掛單壁奈米碳管的製程可以被擴展至定位單根奈米碳管的方法，以降低碳管檢測時的環境干擾或增強其元件應用的效能。