權(quán)利要求書： 1.一種提純半導(dǎo)體型單壁碳納米管的方法，包括以下步驟：

1)待提純碳納米管與含亞胺鍵的共軛聚合物混合溶于非極性有機(jī)溶劑中，其中所述非極性有機(jī)溶劑為不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)、高粘度的非極性芳香溶劑，沸點(diǎn)高于120℃，粘度高于0.55mPa·s；

2)將步驟1)所得混合溶液在低溫環(huán)境下進(jìn)行超聲分散，分散過程中通過循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，所述循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)冷卻儀器以及雙層壁容器，超聲溶液置于雙層壁容器內(nèi)，雙層壁容器的內(nèi)外層壁之間通循環(huán)冷卻液為超聲溶液降溫，使體系溫度嚴(yán)格維持在?20～20℃之間的一個(gè)固定溫度；

3)超速離心使金屬型碳納米管及其他雜質(zhì)沉降，上清液中分散有包裹著含亞胺鍵的共軛聚合物的半導(dǎo)體型單壁碳納米管，其中半導(dǎo)體型單壁碳納米管的純度大于99.9％，產(chǎn)率大于30％。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含亞胺鍵的共軛聚合物是含芴、咔唑、噻吩、吡咯并吡咯二酮單體的均聚物，或者它們之間組成的共聚物，或者它們與苯、萘、蒽、吡啶、聯(lián)吡啶和/或苯并噻二唑單體組成的共聚物，單體之間通過亞胺鍵相連。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述含亞胺鍵的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)通式如下：其中，Ar1代表芴、咔唑、噻吩或吡咯并吡咯二酮共軛單元，Ar2代表苯、芴、咔唑、噻吩、苯并噻二唑、吡啶、萘或蒽共軛單元；n代表聚合度，為10?30的整數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述含亞胺鍵的共軛聚合物和待提純碳納米管混合的質(zhì)量比為0.2?1.0。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述非極性有機(jī)溶劑為鄰二甲苯、間二甲苯、1,2,4?三甲基苯中的一種或多種的混合溶劑。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)超聲時(shí)間小于2h，循環(huán)冷卻溫度為?15～10℃之間的一個(gè)固定溫度。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)離心速度為2500～45000g，時(shí)間為5～

30min，溫度為15～20℃。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)步驟3)獲得的上清液進(jìn)行二次提純，然后采用絮凝的方式去除所述共軛聚合物。

說明書： 一種半導(dǎo)體型單壁碳納米管提純方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體型單壁碳納米管提純技術(shù)領(lǐng)域，涉及共軛聚合物包裹法提純半導(dǎo)體型單壁碳納米管的方法，具體涉及在穩(wěn)定的低溫條件下，采用高沸點(diǎn)、高粘度的非極性有機(jī)溶劑為提純?nèi)軇?duì)半導(dǎo)體型單壁碳納米管進(jìn)行提純的方法。背景技術(shù)[0002] 單壁碳納米管根據(jù)電學(xué)性能不同，可以分為半導(dǎo)體型和金屬型單壁碳納米管。其中半導(dǎo)體型單壁碳納米管(semiconductingsingle?walledcarbonnanotubes，s?SWNTs)是制備高性能碳基電子器件的材料需要。然而人們開發(fā)的大規(guī)模單壁碳納米管生產(chǎn)方式，比如等離子體燒蝕、激光燒蝕、電弧放電、化學(xué)氣相沉積等，都會(huì)產(chǎn)生半導(dǎo)體型和金屬型單壁碳納米管混合物，其中還含有大量無定形碳、催化劑等雜質(zhì)。對(duì)于大規(guī)模集成電路而言，s?SWNTs的純度需要達(dá)到99.999999％。目前報(bào)道了多種s?SWNTs的分離提純技術(shù)，包括脫氧核糖核酸(DNA)包裹分離法、密度梯度超速離心法(DGU)、凝膠色譜分離法和共軛聚合物包裹分離法等。其中共軛聚合物包裹分離法是富集s?SWNTs的一種高效且低成本的策略，具有大規(guī)模提純的潛力。[0003] 共軛聚合物包裹分離法首先通過超聲將共軛聚合物與碳納米管原料混合分散到有機(jī)溶劑中，在這個(gè)過程中，由于共軛聚合物和碳納米管存在π?π相互作用，聚合物會(huì)吸附到碳納米管上，對(duì)碳納米管進(jìn)行包裹。被聚合物包裹的s?SWNTs能夠?qū)崿F(xiàn)良好的分散，而金屬型碳納米管由于含自由電子比較多，會(huì)與包裹金屬型碳納米管的聚合物形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物，這種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物很容易再次聚集。之后通過高速離心，密度大的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物聚集體和雜質(zhì)會(huì)發(fā)生沉降，而被聚合物包裹的s?SWNTs則分散在上清液中，提取上清液得到高純度s?SWNTs溶液。[0004] 目前報(bào)道的共軛聚合物包括聚芴、聚噻吩、聚咔唑等，雷等人的專利(Z.Bao,T.Lei,“Degradableconjugatedpolymers”.USpatentapplicationnumber.US62/260,350.Filedon27?Nov?2015)中報(bào)道了一類含亞胺鍵的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下：

[0005][0006] 結(jié)構(gòu)通式中Ar1包括芴、咔唑、噻吩、吡咯并吡咯二酮(DPP)等共軛單元，Ar2包括苯，芴，咔唑、噻吩、苯并噻二唑、吡啶、萘、蒽等共軛單元。該類聚合物也被用于s?SWNTs提純，并且提純純度能夠達(dá)到99.7％，產(chǎn)率達(dá)到23.7％(Lei,T.；Chen,X.；Pitner,G.；Wong,H.S.P.；Bao,Z.，RemovableandRecyclableConjugatedPolymersforHighlySelectiveandHigh?Yield Dispersion and Release of Low?Cost Carbon

Nanotubes.J.Am.Chem.Soc.2016,138(3),802–805)。含亞胺鍵的共軛聚合物能夠在低濃度酸中分解，比如向提純?nèi)芤褐屑尤氪呋瘎┝康娜宜?TFA)就可以實(shí)現(xiàn)聚合物分解：

[0007][0008] 分解的聚合物會(huì)從碳管上脫離下來，從而獲得純凈的s?SWNTs。[0009] 這類含亞胺鍵的共軛聚合物在低的超聲溫度下能夠獲得良好的提純效果。為了獲得低的超聲溫度，上述專利和文獻(xiàn)中采用干冰丙酮浴的方式，但干冰丙酮浴這種方式溫度不可調(diào)，無法獲得聚合物最佳的提純溫度，而且操作復(fù)雜，控溫不穩(wěn)定，影響s?SWNTs純度和產(chǎn)率，不利于大規(guī)模提純應(yīng)用。此外，人們普遍采用甲苯為提純?nèi)軇?，甲苯沸點(diǎn)低、粘度低，容易揮發(fā)，不利于碳納米管薄膜的沉積以及提純?nèi)芤洪L(zhǎng)時(shí)間的保存。理論上來講，聚合物構(gòu)象以及s?SWNTs分散體的穩(wěn)定性與溶液粘度和溶劑極性有關(guān)，因此，溶劑的選擇對(duì)提純純度和產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生很大影響。[0010] 因此，仍然需要開發(fā)新的共軛聚合物包裹分離方法對(duì)s?SWNTs進(jìn)行提純。發(fā)明內(nèi)容[0011] 本發(fā)明的技術(shù)目的是解決上述含亞胺鍵的共軛聚合物包裹分離法工藝中存在的問題，提供一種提純s?SWNTs的方法，具有更高的提純純度(>99.9％)和產(chǎn)率(大于30％)，并且最終得到的s?SWNTs溶液具有更少的聚合物雜質(zhì)。[0012] 本發(fā)明利用含亞胺鍵的共軛聚合物對(duì)s?SWNTs進(jìn)行提純，具體是：將含亞胺鍵的共軛聚合物與待提純碳納米管混合溶于非極性有機(jī)溶劑中，所述非極性有機(jī)溶劑為不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)、高粘度的非極性芳香溶劑；首先進(jìn)行超聲分散，分散過程中通過循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，使體系溫度嚴(yán)格維持在室溫或以下的一個(gè)固定溫度；然后進(jìn)行超速離心，使金屬型碳納米管和無定形碳等雜質(zhì)沉降，上清液中主要分散有包裹著聚合物的s?SWNTs和游離聚合物，提取上清液即獲得含高純度s?SWNTs的提純?nèi)芤?。[0013] 上述提純方法中，所使用的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)(沸點(diǎn)高于120℃)、高粘度(粘度高于0.55mPa·s)非極性芳香溶劑是比甲苯沸點(diǎn)高、粘度高的非極性芳香溶劑，這類溶劑與甲苯相比，能夠保證提純過程和碳納米管溶液放置過程中溶液濃度不發(fā)生變化。溶液具有一定的粘度有利于穩(wěn)定s?SWNTs分散體，從而提高提純產(chǎn)率，同時(shí)有利于后續(xù)碳納米管薄膜的成型和加工。因?yàn)闃O性溶劑會(huì)增強(qiáng)聚合物和金屬型碳納米管形成的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的分散能力，降低提純純度，所以優(yōu)先采用非極性溶劑。此外，溶劑的偶極矩也會(huì)對(duì)提純純度和產(chǎn)率產(chǎn)生影響。所述不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)、高粘度非極性芳香溶劑優(yōu)選鄰二甲苯、間二甲苯、1,2,4?三甲基苯和它們的混合溶劑，最優(yōu)選鄰二甲苯。

[0014] 上述提純方法中，所述含亞胺鍵的共軛聚合物是一類可以從碳納米管上去除(可回收)的含亞胺鍵的共軛聚合物，包括聚芴、聚噻吩、聚咔唑、聚吡咯并吡咯二酮(DPP)等聚合物，可以是含芴、咔唑，噻吩、吡咯并吡咯二酮單體的均聚物，或者是它們之間組成的共聚物，或者是它們與苯、萘、蒽、吡啶、聯(lián)吡啶、苯并噻二唑等單體組成的共聚物，單體之間通過亞胺鍵相連。例如下面通式所示結(jié)構(gòu)的一類含亞胺鍵的共軛聚合物：[0015][0016] 其中，Ar1代表芴、咔唑、噻吩、吡咯并吡咯二酮等共軛單元，Ar2代表苯、芴、咔唑、噻吩、吡咯并吡咯二酮、苯并噻二唑、吡啶、萘、蒽等共軛單元；n代表聚合度，優(yōu)選為10?30的整數(shù)。[0017] 所述含亞胺鍵的共軛聚合物和待提純碳納米管的混合比例與最終提純產(chǎn)率和純度有關(guān)，通常，高聚合物與碳納米管比例將導(dǎo)致產(chǎn)率增加而純度降低。對(duì)于特定的聚合物，有必要探索適當(dāng)?shù)木酆衔锱c碳納米管比例，以平衡產(chǎn)率和純度。優(yōu)選的聚合物與碳納米管比例為0.2?1.0(質(zhì)量比)。[0018] 上述提純方法中，超聲分散的功率、時(shí)間與提純產(chǎn)率和碳納米管質(zhì)量密切相關(guān)。功率低，時(shí)間短，則碳納米管分散不完全，產(chǎn)率低；功率高，時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率提高，但可能損壞碳納米管，比如折斷碳納米管或者引入其他缺陷。超聲功率與提純所用的容器大小和一次性提純的量有關(guān)。優(yōu)選的超聲時(shí)間小于2h。[0019] 上述提純方法中，通過循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)冷卻儀器以及雙層壁容器。超聲溶液置于雙層壁容器內(nèi)，雙層壁容器的內(nèi)外層壁之間通循環(huán)冷卻液為超聲溶液降溫，使體系溫度維持在室溫及以下的一個(gè)固定溫度。所述雙層壁容器可以是玻璃或金屬材質(zhì)的。因?yàn)槌曔^程會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，熱量不及時(shí)導(dǎo)出或控溫不穩(wěn)定會(huì)使體系溫度升高或溫度不穩(wěn)定，不利于該類聚合物的提純。與傳統(tǒng)的干冰丙酮浴相比，循環(huán)冷卻的方式溫度可調(diào)，控溫穩(wěn)定，操作安全簡(jiǎn)單。雙層壁容器可采用雙層燒杯，循環(huán)冷卻溫度優(yōu)選為?20～20℃之間的一個(gè)固定溫度，更優(yōu)選為?15～10℃之間的一個(gè)固定溫度。[0020] 超聲分散后進(jìn)行超速離心，使金屬型碳納米管和無定形碳等雜質(zhì)沉降，上清液中主要分散有包裹著聚合物的s?SWNTs和游離聚合物，提取上清液即獲得含高純度s?SWNTs的提純?nèi)芤?。離心速度優(yōu)選為2500～45000g，時(shí)間優(yōu)選為5～30min，溫度優(yōu)選為15～20℃。[0021] 優(yōu)選的，對(duì)上述上清液進(jìn)行二次提純可以進(jìn)一步提高半導(dǎo)體碳納米管純度。二次提純方法是在室溫及以下久置上清液，然后進(jìn)行超速離心，再次分離出的上清液含有更高純度半導(dǎo)體碳納米管。離心速度優(yōu)選為10000g以上，時(shí)間優(yōu)選為10min以上，溫度優(yōu)選為15～20℃。[0022] 對(duì)含高純度s?SWNTs的提純?nèi)芤哼M(jìn)行游離聚合物去除處理，獲得含少量聚合物的s?SWNTs沉淀。因?yàn)槌税谔技{米管上的聚合物，提純?nèi)芤褐羞€含有大量的游離聚合物，這些聚合物會(huì)損害碳納米管薄膜的形貌，阻礙碳納米管之間的電荷傳輸，降低碳納米管器件的開態(tài)電流，所以，為了減小共軛聚合物對(duì)碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的影響，在器件制備之前會(huì)進(jìn)行游離聚合物去除處理。去除方法包括絮凝、過濾洗滌、超速離心以及旋蒸洗滌等方法。優(yōu)選絮凝的方法，即向提純?nèi)芤褐屑尤肷倭繕O性溶劑破壞溶液穩(wěn)定性，溶液中的碳納米管會(huì)聚集產(chǎn)生絮狀沉淀，而游離聚合物仍然溶解在溶劑中；再通過超速離心使絮狀沉淀和聚合物溶液分離，得到含少量聚合物的s?SWNTs沉淀。[0023] 后續(xù)將該s?SWNTs沉淀重新分散成s?SWNTs溶液進(jìn)行薄膜沉積和器件制備。經(jīng)洗滌后的沉淀可以通過超聲重新分散到有機(jī)溶劑中形成聚合物雜質(zhì)減少的s?SWNTs溶液。s?SWNTs薄膜沉積和器件制備可以通過本領(lǐng)域已知的方法進(jìn)行。[0024] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案所取得的技術(shù)效果至少包含以下幾方面：[0025] (1)由本發(fā)明方法提純的s?SWNTs一次性提純純度高(>99.9％)，產(chǎn)率大(>30％)，成本低，并且操作穩(wěn)定性好，可重復(fù)性強(qiáng)；[0026] (2)由本發(fā)明方法制備的s?SWNTs場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件電學(xué)性能優(yōu)異。器件開關(guān)比達(dá)5 2

到10，線性區(qū)遷移率平均為40cm/·s。

[0027] 與現(xiàn)有的提純技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案優(yōu)越之處在于：[0028] (1)對(duì)于含亞胺鍵的共軛聚合物，本發(fā)明采用循環(huán)冷卻的方式為提純過程降溫，保證溫度的可調(diào)性和穩(wěn)定性，適合大規(guī)模提純應(yīng)用。一定的溫度范圍結(jié)合合適的超聲功率和時(shí)間，以及離心速度和時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)高純度和高產(chǎn)率s?SWNTs提純。[0029] (2)采用比甲苯沸點(diǎn)高、粘度高的非極性有機(jī)溶劑進(jìn)行提純，獲得了更高的純度和產(chǎn)率，并且碳管溶液更穩(wěn)定，有利于后續(xù)碳管薄膜沉積和器件制備。[0030] (3)通過絮凝的方式有效去除游離聚合物，減少聚合物對(duì)s?SWNTs薄膜的污染，提升器件性能。并且操作簡(jiǎn)單，對(duì)碳管損傷小。附圖說明[0031] 為了更加清晰的說明本發(fā)明中的實(shí)施案例，附圖對(duì)實(shí)施的案例進(jìn)行了描述介紹。[0032] 圖1為實(shí)施例1中提純所得碳納米管溶液的光譜與文獻(xiàn)中純度>99.7％的半導(dǎo)體型碳納米管溶液光譜的對(duì)比圖，其中左圖為原始數(shù)據(jù)圖，右圖為歸一化數(shù)據(jù)圖。[0033] 圖2為實(shí)施例1和對(duì)比例1中提純所得碳納米管溶液的光譜表征對(duì)比圖。[0034] 圖3為實(shí)施例1和對(duì)比例2中提純所得碳納米管溶液的光譜表征對(duì)比圖，其中，左圖為原始數(shù)據(jù)圖，右圖為歸一化數(shù)據(jù)圖。[0035] 圖4為實(shí)施例1提純所得碳納米管溶液和實(shí)施例2二次提純后的碳納米管溶液的光譜表征對(duì)比圖。[0036] 圖5為實(shí)施例3中提純所得碳納米管溶液的光譜表征對(duì)比圖。[0037] 圖6為實(shí)施例4和對(duì)比例3中提純所得碳納米管溶液的光譜表征對(duì)比圖。[0038] 圖7為實(shí)施例5中所得碳納米管薄膜F1(左圖)和對(duì)比例4中所得碳納米管薄膜F2(右圖)的AFM圖像。[0039] 圖8為實(shí)施例6制備的碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管D1和對(duì)比例5制備的碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管D2的轉(zhuǎn)移曲線(?40≤gs≤40，ds＝?5)。具體實(shí)施方式[0040] 以下結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。[0041] 實(shí)施例1[0042] 將5mgPFPD(結(jié)構(gòu)式見下)與15mg等離子體燒蝕所得碳納米管產(chǎn)物溶于25mL鄰二甲苯(o?xylene)中，用細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)行超聲分散，超聲功率設(shè)置為300W，時(shí)間為30min，在超聲分散過程中用循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，嚴(yán)格控制體系溫度維持在0℃。所述循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)冷卻儀器以及雙層壁容器，超聲溶液置于雙層壁容器內(nèi)，雙層壁容器的內(nèi)外層之間通循環(huán)冷卻液為超聲溶液降溫，使體系溫度維持在一個(gè)固定溫度。超聲分散后立即進(jìn)行超速離心，離心速度為30000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。提取上清液進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試。[0043][0044] 將本實(shí)施例中得到的s?SWNTs溶液光譜與文獻(xiàn)中純度>99.7％的半導(dǎo)體型碳納米管溶液光譜進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖1。圖1中，(a)為原始數(shù)據(jù)圖，(b)為歸一化數(shù)據(jù)圖。通過光譜結(jié)果可以初步計(jì)算和評(píng)估所得半導(dǎo)體型碳納米管的濃度，產(chǎn)率(提純得到的半導(dǎo)體型碳納米管質(zhì)量占碳管原料中半導(dǎo)體型碳納米管總量的百分比)和純度。簡(jiǎn)單來講，產(chǎn)率計(jì)算可以先通過朗伯比爾定律計(jì)算待測(cè)碳管溶液濃度，進(jìn)而計(jì)算純化的半導(dǎo)體型碳納米管含量和產(chǎn)率。朗伯比爾定律如下：[0045] A＝εlc[0046] 其中，A為半導(dǎo)體型碳納米管在某一特定波長(zhǎng)的吸收強(qiáng)度；ε為半導(dǎo)體型碳納米管在前述特定波長(zhǎng)的摩爾吸光系數(shù)，文獻(xiàn)測(cè)定為35.3mL/(mg·cm)；l為光譜池厚度，一般為1cm；c為半導(dǎo)體型碳納米管溶液的濃度。

[0047] 光譜圖中金屬型碳納米管吸收M11在600～800nm，半導(dǎo)體型單壁碳納米管的S22吸收在800～1200nm，上述方法提純后碳納米管溶液在600～800nm的吸收大大降低，證明了金屬型碳納米管被除去。為了更好地評(píng)估半導(dǎo)體型碳納米管純度，先扣除一部分背底(將S22吸收區(qū)最小值歸零)，然后將光譜基于S22吸收最大值進(jìn)行歸一化。600～800nm的吸收越低，半導(dǎo)體型碳納米管純度越高。純度評(píng)估的另外一種方法是計(jì)算Ф值。Ф＝ACNT/(ACNT+AB)。ACNT指M11和S22吸收區(qū)吸收峰的積分面積，AB指M11和S22吸收區(qū)背底吸收的積分面積。通過計(jì)算和對(duì)比，得到半導(dǎo)體型碳納米管產(chǎn)率高于30％，純度大于99.997％。

[0048] 對(duì)比例1[0049] 將5mgPFPD與15mg等離子體燒蝕所得碳納米管產(chǎn)物溶于25mL鄰二甲苯中，用細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)行超聲分散，超聲功率設(shè)置為300W，時(shí)間為30min，用干冰丙酮浴為超聲溶液降溫。超聲分散后立即進(jìn)行超速離心，離心速度為30000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。提取上清液進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試，見圖2。從圖2可見實(shí)施例1通過循環(huán)冷卻裝置控制溫度在0℃的提純效果大大優(yōu)于采用干冰丙酮浴控制溫度。

[0050] 對(duì)比例2[0051] 將5mgPFPD與15mg等離子體燒蝕所得碳納米管產(chǎn)物溶于25mL甲苯中，用細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)行超聲分散，超聲功率設(shè)置為300W，時(shí)間為30min，在超聲分散過程中用循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，體系溫度維持在0℃。超聲分散后立即進(jìn)行超速離心，離心速度為30000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。提取上清液進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試，見圖3，可見采用鄰二甲苯而非甲苯做提純?nèi)軇┠軌蛱岣咛峒兗兌群彤a(chǎn)率。[0052] 實(shí)施例2[0053] 將實(shí)施例1中得到的上清液在4℃下靜置72小時(shí)，然后進(jìn)行超速離心，離心速度為40000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。提取上清液進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試。結(jié)果見圖4。通過與實(shí)施例1光譜結(jié)果對(duì)比可見經(jīng)過二次提純后半導(dǎo)體碳納米管純度會(huì)進(jìn)一步提高。

[0054] 實(shí)施例3[0055] 將20mgPFPD與60mg等離子體燒蝕所得碳納米管產(chǎn)物溶于100mL鄰二甲苯中，用細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)行超聲分散，超聲功率設(shè)置為300W，時(shí)間分別為30min，60min和120min，在超聲分散過程中用循環(huán)冷卻裝置為超聲溶液降溫，體系溫度維持在0℃。超聲分散后立即進(jìn)行超速離心，離心速度為30000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。提取上清液進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試，見圖5。在增加一次性提純的量時(shí)，如果保持超聲功率和溫度不變，需要適當(dāng)延長(zhǎng)超聲時(shí)間，使共軛聚合物充分與碳納米管相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體型碳納米管的有效包裹和分散，才能獲得良好的提純效果。[0056] 實(shí)施例4[0057] 取15mL實(shí)施例1中獲得的提純?nèi)芤?，進(jìn)行絮凝的處理。向其中加入5mL丙酮，靜置30min，然后進(jìn)行超速離心，離心速度為30000g，時(shí)間為30min，溫度設(shè)置為16℃。分離出沉淀，待沉淀干燥后，加入15mL鄰二甲苯，用細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)行超聲分散，功率設(shè)置為300W，時(shí)間分別為5min，使沉淀重新分散，隨后進(jìn)行U?is?IR吸收光譜測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖6。圖6中

400?500nm吸收代表聚合物吸收，可見經(jīng)過絮凝處理后，聚合物吸收強(qiáng)度至少降低10倍，而碳納米管純度幾乎不受影響。

[0058] 對(duì)比例3[0059] 取15mL實(shí)施例1中獲得的提純?nèi)芤海瑢⑵湎♂?0倍后測(cè)量溶液的U?is?IR吸收光譜，測(cè)試結(jié)果見圖6。由于未經(jīng)過絮凝處理的提純?nèi)芤褐泻懈邼舛扔坞x聚合物(吸光度超過10)，光譜不能正確探測(cè)聚合物吸收。因此，為了清晰的看出實(shí)施例1的提純?nèi)芤褐芯酆衔镂眨枰獙⑵湎♂?0倍，而未稀釋的碳管溶液中聚合物吸收超過13。[0060] 實(shí)施例5[0061] 利用實(shí)施例3獲得的s?SWNTs溶液進(jìn)行碳納米管薄膜沉積。首先將硅片浸入上述s?SWNTs溶液中，浸泡30min，隨后取出硅片放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中輕輕漂洗幾秒，取出放干后再放入干凈的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中浸泡2min，取出后用N2輕輕吹干，隨后再放入新的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中，浸泡2min，取出后用N2輕輕吹干。放到200℃熱臺(tái)上烘烤15min。之后重復(fù)上述沉積過程進(jìn)行碳納米管第二次沉積，二次沉積完后將帶有碳納米管薄膜的硅片放入到含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的70℃的熱丙酮中浸泡30min。整個(gè)過程在潔凈間進(jìn)行。沉積得到的碳納米管薄膜的AFM圖像如圖7中F1所示，可見經(jīng)過絮凝處理后再沉積的碳納米管薄膜中雜質(zhì)減少，薄膜整體致密均勻。[0062] 對(duì)比例4[0063] 利用實(shí)施例1獲得的s?SWNTs溶液進(jìn)行碳納米管薄膜沉積。首先將硅片浸入上述s?SWNTs溶液中，浸泡30min，隨后取出硅片放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中輕輕漂洗幾秒，取出放干后再放入干凈的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中浸泡2min，取出后用N2輕輕吹干，隨后再放入新的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的甲苯中，浸泡2min，取出后用N2輕輕吹干。放到200℃熱臺(tái)上烘烤15min。之后重復(fù)上述沉積過程進(jìn)行碳納米管第二次沉積，二次沉積完后將帶有碳納米管薄膜的硅片放入到含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％TFA的70℃的熱丙酮中浸泡30min。整個(gè)過程在潔凈間進(jìn)行。沉積得到的碳納米管薄膜的AFM圖像如圖7中F2所示，可見不經(jīng)過絮凝處理就沉積的碳納米管薄膜中聚合物顆粒較多，而且碳納米管上包覆的聚合物大部分沒有被除去。[0064] 實(shí)施例6[0065] 采用重?fù)诫sSi做底柵極，SiO2為介電層，通過光刻和熱蒸鍍的方式沉積Au做源極/漏極電極。然后通過實(shí)施例5中制備方式沉積的碳納米管薄膜F1做有源層，相應(yīng)的底柵底接觸場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件記為D1。有源區(qū)溝道長(zhǎng)度L為10μm，寬長(zhǎng)比為20。使用探針臺(tái)和半導(dǎo)體測(cè)試儀測(cè)試器件性能。器件轉(zhuǎn)移曲線如圖8所示。[0066] 對(duì)比例5[0067] 采用重?fù)诫sSi做底柵極，SiO2為介電層,通過光刻和熱蒸鍍的方式沉積Au做源極/漏極電極。然后通過對(duì)比例4中制備方式沉積的碳納米管薄膜F2做有源層，相應(yīng)的底柵底接觸場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件記為D2。有源區(qū)溝道長(zhǎng)度L為10μm，寬長(zhǎng)比為20。使用探針臺(tái)和半導(dǎo)體測(cè)試儀測(cè)試器件性能。器件轉(zhuǎn)移曲線如圖8。從圖8可見，與D2相比，器件D1具有更優(yōu)異的電5 2

學(xué)性能：具有更大開關(guān)比(>10)，具有更高的遷移率，平均遷移率為40cm/·s，更小的遲滯，雙極性也被抑制。